Чересстрочная развертка или построчная: Построчная развертка — это… Что такое Построчная развертка?

Прогрессивная развертка — Progressive scan

Прогрессивная развертка (альтернативно называемая построчной разверткой ) — это формат отображения, хранения или передачи движущихся изображений, в котором все строки каждого кадра рисуются последовательно. Это отличается от чересстрочного видео, используемого в традиционных аналоговых телевизионных системах, где поочередно рисуются только нечетные строки, а затем четные строки каждого кадра (каждое изображение, называемое полем видео ), так что используется только половина фактических кадров изображения. для производства видео. Система была первоначально известна как «последовательное сканирование», когда она использовалась в 240-строчных телевизионных передачах Baird из Alexandra Palace , Соединенное Королевство в 1936 году. Она также использовалась в экспериментальных передачах Baird с использованием 30 линий в 1920-х годах. Прогрессивная развертка стала повсеместно использоваться на экранах компьютеров в начале 21 века.

Интерлайн твиттер

Интерлайн-твиттер, когда частота обновления снижается в три раза, продемонстрировано с помощью тестовой таблицы Indian-head .

Эта грубая анимация сравнивает прогрессивную развертку с чересстрочной разверткой, также демонстрируя эффект построчного твиттера, связанный с чересстрочной разверткой. Слева есть два изображения с прогрессивной разверткой. В середине два изображения с чересстрочной разверткой, а справа два изображения с удвоением строк . Исходное разрешение выше, а разрешение с пространственным сглаживанием ниже. Чересстрочные изображения используют половину полосы пропускания прогрессивных изображений. Изображения в центральном столбце точно дублируют пиксели тех, что слева, но чересстрочная развертка вызывает щебетание деталей. В реальном чересстрочном видео такие детали размываются, чтобы предотвратить щебетание, но, как видно на изображениях в нижнем ряду, такое смягчение (или сглаживание) происходит за счет четкости изображения. Удвоитель строк, показанный на нижнем правом изображении, не может восстановить ранее чересстрочное изображение в центре до полного качества прогрессивного изображения, показанного в верхнем левом углу.

Примечание: поскольку частота обновления была снижена в три раза, а разрешение составляет менее половины разрешения типичного чересстрочного видео, мерцание смоделированных участков чересстрочной развертки, а также видимость черных линий в этих примерах преувеличены. . Кроме того, приведенные выше изображения основаны на том, как они будут выглядеть на мониторе, который не поддерживает чересстрочную развертку, таком как монитор ПК, ЖК-телевизор или плазменный телевизор, при этом чересстрочные изображения отображаются в том же режиме, что и прогрессивная развертка. картинки.

Использование при хранении или передаче

Прогрессивная развертка используется для сканирования и сохранения киноматериалов на DVD , например, в форматах 480p 24 или 576p 25. Прогрессивная развертка была включена в технический стандарт Grand Alliance для HDTV в начале 1990-х годов. Было решено, что вся передача фильмов по HDTV будет транслироваться в США с прогрессивной разверткой. Даже если сигнал передается с чересстрочной разверткой, телевизор высокой четкости преобразует его в прогрессивную развертку.

Использование в телевизорах, видеопроекторах и мониторах

Прогрессивная развертка используется для большинства компьютерных мониторов с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) , всех компьютерных ЖК-мониторов и большинства телевизоров высокой четкости, поскольку разрешение экрана является прогрессивным по своей природе. Другие дисплеи типа CRT, такие как SDTV , должны были использовать чересстрочную развертку для достижения полного разрешения по вертикали, но могли отображать видео с прогрессивной разверткой за счет уменьшения вдвое разрешения по вертикали. До того, как HDTV стало обычным явлением, некоторые телевизоры и видеопроекторы выпускались с одним или несколькими входами с прогрессивной разверткой с полным разрешением, что позволяло этим дисплеям использовать преимущества таких форматов, как PALPlus , DVD-плееры с прогрессивной разверткой и некоторые игровые приставки. Телевизоры HDTV поддерживают разрешение 480 и 720 пикселей с прогрессивной разверткой. В 1080p дисплеи, как правило , дороже , чем сопоставимые модели низких разрешения HDTV. В дебюте 2010-х годов на потребительском рынке появились UHD- телевизоры, также использующие прогрессивные разрешения, но обычно продаваемые по непомерно высокой цене ( 4K HDTV ) или находящиеся на стадии прототипа ( 8k HDTV ). Цены на 4K HDTV потребительского класса с тех пор снизились и стали более доступными, что увеличило их распространение среди потребителей. Компьютерные мониторы могут использовать даже более высокое разрешение экрана .

Недостатком прогрессивной развертки является то, что для нее требуется более широкая полоса пропускания, чем для чересстрочного видео с тем же размером кадра и частотой вертикальной развертки . Из-за этого 1080p не используется для трансляции. Объяснение того, почему изначально использовалось чересстрочное воспроизведение , см. В видео с чересстрочной разверткой . Подробное объяснение основ и преимуществ / недостатков преобразования чересстрочного видео в прогрессивный формат см . В разделе « Деинтерлейсинг» .

Преимущества

Основное преимущество прогрессивной развертки заключается в том, что движение кажется более плавным и реалистичным. Отсутствуют визуальные артефакты, связанные с чересстрочным видео с той же скоростью строк, например, с чересстрочным твиттером. В кадрах нет артефактов чересстрочной развертки, и их можно снимать для использования в качестве фотографий. При прогрессивной развертке нет необходимости вводить намеренное размытие (иногда называемое сглаживанием), чтобы уменьшить межстрочный щебет и нагрузку на глаза.

В случае большинства носителей, таких как фильмы DVD и видеоигры, видео размывается во время самого процесса создания, чтобы подавить построчный твиттер при воспроизведении на дисплеях с чересстрочной разверткой. Как следствие, восстановление резкости исходного видео невозможно при постепенном просмотре видео. Интуитивно понятное для пользователя решение — когда дисплейное оборудование и видеоигры оснащены опциями для размытия видео по желанию или для сохранения его исходной резкости. Это позволяет зрителю достичь желаемой резкости изображения как с чересстрочной, так и с прогрессивной разверткой. Примером видеоигр с этой функцией является серия Super Smash Bros., начинающаяся с Melee , где существует опция «Deflicker». В идеале он должен быть включен при воспроизведении на экране с чересстрочной разверткой, чтобы уменьшить построчный твит, и выключен при воспроизведении на экране с прогрессивной разверткой для максимальной четкости изображения.

Прогрессивная развертка также предлагает более четкие и быстрые результаты для масштабирования до более высоких разрешений, чем эквивалентное чересстрочное видео, например преобразование с повышением частоты 480p для отображения на 1080p HDTV . Телевизоры высокой четкости, не основанные на технологии CRT, не могут изначально отображать чересстрочное видео, поэтому чересстрочное видео необходимо деинтерлейсировать перед масштабированием и отображением. Деинтерлейсинг может привести к заметным визуальным артефактам и / или задержке ввода между источником видео и устройством отображения.

Смотрите также

Рекомендации

7.2. Как работать с телесином и чересстрочной развёрткой на NTSC DVD

7.2. Как работать с телесином и чересстрочной развёрткой на NTSC DVD

Что такое телесин? 
Если Вы не понимаете многое из того, что здесь написано,
прочтите
статью Википедии о телесине.
Это понятное и разумно обширное описание того, что такое
телесин.

Замечание о числах. 
Многие документы, включая указанную выше статью, ссылаются
на количество полей в секунду 59.94 для NTSC видео и
соответствующие кадровые частоты 29.97 (для подверженного
телесину и чересстрочного видео) и 23. 976 (для построчного).
Для простоты в ряде статей эти числа даже округляются до 60, 30
и 24 соответственно.

Строго говоря, все эти числа являются аппроксимациями.
Чёрно-белое NTSC видео было точно с 60 полями в секунду, но
позже была выбрана частота 60000/1001 для адаптации цветовой
информации с одновременным сохранением совместимости с чёрно-белым
телевидением.
Цифровое NTSC видео (такое как на DVD) также с 60000/1001
полями в секунду. Отсюда возникла кадровая частота 30000/1001
кадр/сек для чересстрочного и телесиненного видео; построчное
видео идёт с 24000/1001 кадр/сек.

Старые версии документации MEncoder
и много архивных сообщений из списков рассылки ссылаются на
59.94, 29.97 и 23.976. Вся документация MEncoder
была обновлена для использования дробных значений, и Вам так же
следует их использовать.

-ofps 23.976 — неправильно.
Взамен нужно использовать -ofps 24000/1001.

Как используется телесин. 
Всё видео, предназначенное для просмотра на NTSC телевидении
должно быть с 60000/1001 полями в секунду. Фильмы, сделанные
для показа на TV часто снимаются непосредственно при 60000/1001
полей в секунду, но большинство кино снимается на 24 или
24000/1001 кадрах в секунду. В процессе создания DVD с
кинофильмом, видео преобразуется для телевидения с помощью
процесса, называемого телесин.

В действительности, видео никогда не хранится на DVD с
60000/1001 полями в секунду. Для видео, оригинально являющегося
60000/1001, каждая пара полей объединяется для формирования
кадра, приводя к 30000/1001 кадрам в секунду. Затем аппаратные
DVD плееры читают флаг, включенный в видеопоток, для определения
того какие, чётные или нечётные строки должны формировать первый
кадр.

Обычно, содержимое с частотой кадров 24000/1001 остаётся
неизменным при кодировании на DVD и DVD плеер должен выполнить
телесин на лету. Однако, иногда видео подвергается телесину
до записи на DVD; и хотя оно изначально
было с 24000/1001 кадр/сек, видео становится с 60000/1001 полями
в секунду. Когда оно сохраняется на DVD, пары полей объединяются
для формирования 30000/1001 кадров в секунду.

При рассмотрении отдельных кадров, полученных из 60000/1001
полей в секунду, телесиненных или наоборот, чересстрочная
развёртка чётко видна в случае, если есть какое-либо движение,
поскольку одно поле (скажем, с чётными номерами строк)
отображает момент времени на 1/(60000/1001) секунды позже, чем
другое поле. Воспроизведение чересстрочного видео на компьютере
выглядит скверно по двум причинам: монитор обладает более высоким
разрешением и видео показывается покадрово, вместо отображения по
полям.

Замечания:

  • Этот раздел применим только к NTSC DVD, а не к PAL.

  • Примеры командных строк MEncoder
    в данном разделе не
    предназначены для реального использования. Они просто являются
    минимально необходимым требованием для кодирования
    соответствующей категории видео. То, как сделать хорошие DVD
    рипы или тонко настроить
    libavcodec для
    достижения максимального качества, не входит в рамки данного
    раздела; обратитесь к другим разделам
    Руководства по кодированию
    с MEncoder.

  • Есть несколько сносок, специфичных для данного руководства,
    обозначенных следующим образом:
    [1]

7.2.2. Как распознать тип Вашего видео

7.2.2.1. Построчная развёртка

Видео с построчной развёрткой изначально записывается на
24000/1001 fps и сохраняется на DVD без чередования.

При воспроизведении DVD с построчной развёрткой в
MPlayer, MPlayer
выведет следующую строку при начале воспроизведения фильма:

demux_mpg: обнаружено 24000/1001 кадра/сек NTSC содержимое с построчной развёрткой,
переключаю частоту кадров.

Начиная с этого момента, demux_mpg никогда не должен
сообщать о том, что найдено
«30000/1001 кадров/сек NTSC содержимое».

При просмотре видео с построчной развёрткой Вы не должны никогда
наблюдать чересстрочность. Однако, будьте осторожны, поскольку
иногда есть небольшая примесь телесина там, где Вы этого не
ожидаете. Мной наблюдались DVD с TV-шоу, у которых была одна
секунда телесина при каждой смене сцен или в случайных на вид
местах. Однажды я видел DVD, у которого одна половина была с
построчной развёрткой, а вторая — телесиненной. Если Вы
желаете быть действительно уверенными,
Вы можете просканировать весь фильм:

mplayer dvd://1 -nosound -vo null -benchmark

Использование -benchmark позволяет
MPlayer воспроизводить фильм столь
быстро, сколь это возможно; тем не менее, в зависимости от
Вашего железа, это может занять некоторое время. Всякий раз,
когда demux_mpg будет сообщать об изменении частоты кадров,
строка прямо над сообщением покажет Вам время, при котором
произошло изменение.

Иногда видео на DVD с построчной развёрткой называют
«мягким телесином», поскольку предполагается, что
телесин будет выполнен DVD плеером.

Телесиненное видео изначально снимается на 24000/1001 кадр/сек,
но подвергается телесину до записи на DVD.

MPlayer не (всегда) сообщает об
изменении частоты кадров при воспроизведении телесиненного
видео.

При просмотре телесиненного видео, Вы будете видеть «мерцающие»
артефакты чересстрочной развёртки: они будут многократно
повторяться и исчезать.
Вы можете детально это рассмотреть следующим образом:

  1. mplayer dvd://1
  2. Переместитесь в часть фильма с движением.

  3. Используйте клавишу . для покадровой перемотки
    вперёд.

  4. Наблюдайте за последовательностью кадров с чересстрочной и
    построчной развёрткой. Если Вы видите следующую структуру:
    ЧЧЧПП,ЧЧЧПП,ЧЧЧПП,… (где Ч — чересстрочные, а П —
    построчные кадры), значит видео телесиненное. Если Вы
    наблюдаете иную структуру, видео может быть телесиненным,
    используя какой-либо нестандартный метод;
    MEncoder не может преобразовать
    без потерь нестандартный телесин в построчную развёртку.
    Если Вы не видите вообще никакой структуры, значит наиболее
    вероятно, что видео с чересстрочной развёрткой.

Иногда подверженное телесину видео на DVD называют «жестким телесином».
Поскольку жесткий телесин уже имеет 60000/1001 полей в секунду, DVD
проигрыватель, воспроизводя его, не делает никаких преобразований.

Другой способ выяснить, был Ваш источник подвержен телесину или нет, заключается
в воспроизведении исходного материала с опциями командной строки
-vf pullup и -v, чтобы увидеть, как
pullup сопоставляет кадры.
Если источник был телесиненным, Вы должны увидеть в консоли 3:2 структуру с
чередующимися 0+.1.+2 и 0++1.
Преимущество этой техники состоит в том, что не требуется просматривать исходный
материал для его идентификации, это может быть полезно для автоматизации
процедуры кодирования или выполнения вышеуказанной процедуры удаленно через
медленное соединение.

7.2.2.3. Чересстрочная развертка

Чересстрочное видео изначально снималось на 60000/1001 полями в секунду,
и сохранялось на DVD с 30000/1001 кадрами в секунду. Эффект чересстрочности
(часто называемый «гребёнкой») — результат объединения пары полей в кадры.
Поля сдвинуты друг относительно друга на 1/(60000/1001) секунды,
и, когда отображаются одновременно, разница заметна.

Как и с подверженным телесину видео, MPlayer не должен
сообщать о каких-либо изменениях частоты кадров при воспроизведении
чересстрочного содержимого.

Внимательно, кадр за кадром (при помощи клавиши .) рассматривая
чересстрочное видео, Вы увидите, что каждый отдельный кадр — чересстрочный.

7.2.2.4. Смешанные построчная развертка и телесин

Все видео со «смешанными построчной разверткой и телесином» изначально было с
24000/1001 кадрами в секунду, но некоторые его части оказались подвержены
телесину.

Когда MPlayer воспроизводит эту категорию, он будет
(как правило, периодически) переключаться между «30000/1001 кадров/сек NTSC
содержимым» и «24000/1001 кадра/сек NTSC содержимым с построчной развёрткой».
Смотрите конец вывода MPlayer, чтобы увидеть
эти сообщения.

Вам следует проверить разделы с «30000/1001 кадров/сек NTSC содержимым»,
чтобы убедиться, что видео действительно телесиненное, а не просто
чересстрочное.

7.2.2.5. Смешанные построчная и чересстрочная развертки

В содержимом со «смешанными построчной и чересстрочной развертками»,
построчное и чересстрочное видео переплетаются друг с другом.

Эта категория выглядит также, как и «смешанные построчная развертка и телесин»,
до тех пор, пока не проверите разделы 30000/1001 кадр/сек и не увидите,
что структура телесина отсутствует.

7.2.3. Как кодировать каждую категорию

Как уже было сказано выше, последующие примеры командных строк
MEncoder не означают,
что надо использовать именно их; они всего лишь примеры минимального набора параметров
для правильного кодирования каждой категории.

7.2.3.1. Построчная развертка

Видео с построчной разверткой не требует специальной обработки для кодирования.
Единственный нужный Вам для уверенности параметр — это
-ofps 24000/1001.
В противном случае MEncoder будет пытаться кодировать
с 30000/1001 кадрами в секунду и создаст дублирующиеся кадры.

mencoder dvd://1 -oac copy -ovc lavc -ofps 24000/1001

Частый случай, однако, когда видео, выглядящее построчным, на самом деле
содержит очень короткие подверженные телесину части. Если Вы не уверены,
безопаснее будет считать его как видео со
смешанными построчной
разверткой телесином.
Потеря скорости невелика[3].

Телесин может быть обращён для получения оригинального 24000/1001 содержимого
при помощи процесса, называемого обратный телесин.
MPlayer содержит несколько фильтров для выполнения
этого; лучший из них, pullup описан в разделе
смешанные построчная развертка
и телесин.

7.2.3.3. Чересстрочная развертка

На практике в большинстве случаев невозможно получить полностью построчное
видео из чересстрочного содержимого.
Единственный способ сделать это без потери половины вертикального разрешения
— это удвоить частоту кадров и попытаться «угадать», что должно составить
соответствующие линии каждого поля (этот способ имеет недостатки, смотрите метод
3).

  1. Кодируйте видео в чересстрочной форме. Обычно это наносит вред способности
    кодировщика хорошо сжимать, но libavcodec
    имеет два параметра специально для чуть лучшего сохранения чересстрочного
    видео: ildct и ilme. К тому же, настоятельно
    рекомендуется использовать
    mbd=2[2],
    потому что при этом макроблоки в местах без движения будут кодированы как
    нечересстрочные. Имейте в виду, что -ofps здесь НЕ нужна.

    mencoder dvd://1 -oac copy -ovc lavc -lavcopts ildct:ilme:mbd=2
  2. Используйте фильтр деинтерлейсинга перед кодированием. Существует несколько
    таких фильтров на выбор, каждый имеет свои преимущества и недостатки.
    Обратитесь к mplayer -pphelp и mplayer -vf help
    для определения доступных (grep по «deint»), прочтите
    Сравнение
    фильтров деинтерлейсинга Майкла Нидермайера (Michael Niedermayer),
    и поищите в
    списках рассылки MPlayer, чтобы найти множество обсуждений различных
    фильтров.
    И опять, частота кадров не меняется, поэтому никаких -ofps.
    к тому же деинтерлейсинг следует производить после обрезания
    [1] и до масштабирования.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf yadif -ovc lavc
  3. К сожалению, эта опция сбоит с MEncoder; она должна
    хорошо работать с MEncoder G2, но его пока нет. Вы
    можете столкнуться с крахами. Как бы то ни было, назначение опции
    -vf tfields — создать полный кадр из каждого поля, что
    делает частоту кадров равной 60000/1001. Преимущество этого подхода в том, что
    никакие данные не теряются; однако, т.к. каждый кадр получается только из одного
    поля, недостающие строки должны как-то интерполироваться.

    Не существует очень хороших методов
    генерации недостающих данных, поэтому результат будет выглядеть несколько похожим
    на применение некоторых фильтров деинтерлейсинга. Генерация недостающих строк также создает
    другие проблемы, просто потому что количество данных удваивается.
    Таким образом, для сохранения качества требуются более высокие значения
    битпотока, и больше ресурсов процессора используется как для
    кодирования, так и для декодирования. tfields имеет
    несколько различных опций, определяющих способ создания недостающих строк
    каждого кадра. Если выбрали этот способ, обратитесь к руководству и выберите
    ту опцию, которая лучше подходит для Вашего материала. Имейте в виду, что при
    использовании tfields Вы
    должны указать как -fps, так
    и -ofps, установив им значение, равное удвоенной частоте
    исходного материала.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf tfields=2 -ovc lavc \
        -fps 60000/1001 -ofps 60000/1001
  4. Если планируете сильно уменьшать размер изображения, можно извлекать и
    декодировать только одно поле из двух. Конечно, Вы потеряете половину
    вертикального разрешения, но если планируется уменьшать размер как минимум
    вдвое, потеря будет не сильно заметна. В результате получится построчной
    развёртки файл с 30000/1001 кадрами в секунду. Процедура следующая:
    -vf field, затем обрезание
    [1] и масштабирование
    соответствующим образом. Помните, что потребуется скорректировать масштабирование
    для компенсации уменьшенного вдвое вертикального разрешения.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf field=0 -ovc lavc
7.2.3.4. Смешанные построчная развертка и телесин

Для преобразования видео со смешанными построчной разверткой и телесином в
полностью построчное необходимо к подверженным телесину частям применить
обратный телесин. Есть три описанных ниже способа добиться этого.
Заметьте, что следует всегда применять обратный
телесин до какого-либо масштабирования; за исключением случая, когда Вы точно
знаете, что делаете, выполняйте обратный телесин также до обрезания
[1].
-ofps 24000/1001 здесь необходима, поскольку видео на выходе
будет с 24000/1001 кадрами в секунду.

  • -vf pullup разработана для обратного телесина материала,
    телесину подверженного, оставляя построчные данные как есть. Для правильной
    работы после pullup должен
    следовать фильтр softskip, иначе произойдет крах
    MEncoder.
    pullup является, однако, самым чистым и точным методом,
    доступным для кодирования и телесина, и «смешанного построчного с телесином».

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf pullup,softskip \
        -ovc lavc -ofps 24000/1001
  • -vf filmdint похожа на
    -vf pullup: оба фильтра пытаются сопоставить пару полей
    для формирования полного кадра. Однако filmdint будет
    производить деинтерлейсинг одиночных полей, которым не может найти пару,
    в то время как pullup попросту их отбросит.
    Вдобавок фильтры имеют различные алгоритмы анализа, и filmdint
    имеет тенденцию к более частому нахождению соответствий.
    Какой фильтр будет лучше работать зависит от исходного видео и
    личного вкуса; не бойтесь экспериментировать с тонкой настройкой
    опций фильтров, если у Вас возникли проблемы с любым из них (подробности
    смотрите на странице руководства man). Для большинства качественного
    исходного видео, однако, оба фильтра работают достаточно хорошо,
    так что начинать работать можно с любым из них.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf filmdint -ovc lavc -ofps 24000/1001
  • Более старый метод заключается не в применении обратного телесина к
    телесиненным частям, а, наоборот, в телесине не подверженных телесину частей и
    последующем применении обратного телесина ко всему видео. Звучит запутанно?
    softpulldown — это фильтр, проходящий по видео и делающий телесиненным весь
    файл. Если следом за softpulldown указать либо detc, либо
    ivtc, финальный результат будет полностью построчным.
    -ofps 24000/1001 необходима.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf softpulldown,ivtc=1 -ovc lavc -ofps 24000/1001
      
7.2.3.5. Смешанные построчная и чересстрочная развертки

Существует две опции для этой категории, каждая из которых — это компромисс. Вы
должны выбрать, исходя из продолжительности/положения каждого типа.

  • Рассматривайте видео как построчное. Чересстрочные части будут выглядеть
    чересстрочными, и потребуется удаление некоторых из чересстрочных полей, что
    даст в результате некоторое скачкообразное дрожание. Вы можете использовать
    фильтр постобработки, если хотите, но это может несколько ухудшить
    построчные части.

    Эта опция определенно не должна использоваться, если Вы хотите со
    временем отображать видео на чересстрочном устройстве (с помощью TV карты,
    например). Если у Вас есть чересстрочные кадры в видео с 24000/1001 кадрами в
    секунду, к ним, как и к прогрессивным, будет применен телесин. Половина их
    чересстрочных «кадров» будут отображаться с длительностью трех полей
    (3/(60000/1001) секунд), давая в результате неприятно выглядящий эффект

    «прыжка назад во времени». Даже если Вы пробуете это, Вы
    должны использовать фильтр деинтерлейсинга,
    такой как lb или l5.

    Для отображения на построчном дисплее это тоже может быть плохой идеей.
    Будут отбрасываться пары последовательных чересстрочных полей, приводя к
    разрывам, которые могут быть заметнее, чем при использовании второго метода,
    отображающего некоторые построчные кадры дважды. Чересстрочное видео с
    30000/1001 кадрами в секунду уже несколько прерывисто, потому что в реальности
    оно должно отображаться с 60000/1001 полями в секунду, так что дублирующиеся
    кадры не так сильно выделяются.

    Так или иначе, лучше всего проанализировать Ваше содержимое и как Вы его
    собираетесь показывать. Если видео на 90% построчное и Вы никогда не будете
    показывать его на TV, Вам следует отдать предпочтение построчному варианту.
    Если оно только наполовину построчное, Вы, возможно, захотите кодировать
    его, как если бы оно было чересстрочным.

  • Считайте его чересстрочным. Некоторые кадры построчной части потребуют
    дублирования, что даст в результате некоторое скачкообразное дрожание. И
    снова, фильтры деинтерлейсинга могут несколько ухудшить построчные части.

7.2.4. Примечания

  1. Об усечении сторон: 
    Видеоданные на DVD хранятся в формате, называемом YUV 4:2:0. В YUV
    видео, люма («яркость») и хрома («цвет») хранятся отдельно.
    Поскольку человеческий глаз отчасти менее чувствителен к цвету, чем к яркости,
    в YUV 4:2:0 изображении присутствует только один цветностный пиксел на четыре
    яркостных. В изображении с построчной развёрткой каждый квадрат из четырёх яркостных
    пикселов (два на два) имеют один общий цветностный пиксел. Вы должны обрезать
    построчный YUV 4:2:0 до чётных размеров и использовать чётные смещения.
    Например,
    crop=716:380:2:26 — правильно, а
    crop=716:380:3:26 — нет.

    Когда имеете дело с чересстрочным YUV 4:2:0, ситуация чуть более сложная.
    Вместо разделения одного цветностного пиксела четырьмя яркостными пикселами в
    кадре, каждые четыре яркостных пиксела каждого
    поля разделяют цветностный пиксел. Когда поля объединены в
    кадр, каждая строка имеет высоту в один пиксел. Теперь, вместо квадрата из
    четырех яркостных пикселов мы имеем два соседних пиксела, а два других расположены
    на две строки ниже. Два яркостных пиксела следующей строки принадлежат
    другому полю, и, поэтому, разделяют другой пиксел цветности с двумя пикселами
    на две строки дальше. Вся эта неразбериха требует, чтобы вертикальные размеры
    и смещения обрезания были кратны четырем. Горизонтальные могут оставаться
    четными.

    Для телесиненного видео я рекомендую производить обрезание после обратного
    телесина. Так как видео построчное, достаточно обрезать только по четным
    размерам. Если же действительно хотите получить небольшую прибавку к скорости,
    которую может дать обрезка, Вам придется производить усечение с вертикальными
    размерностями, кратными четырем. В противном случае фильтр обратного телесина
    не будет иметь правильных данных.

    Для чересстрочного (не подверженного телесину) видео, Вы всегда должны
    производить усечение с вертикальными размерностями, кратными четырем, если
    только не используете -vf field перед усечением.

  2. О параметрах кодирования и качестве: 
    Если я здесь рекомендую mbd=2, это еще не значит, что эту
    опцию не следует использовать где-либо еще. Совместно с trell,
    mbd=2 является одной из двух опций
    libavcodec, которые значительно
    увеличивают качество. Вам всегда следует использовать как минимум эти две,
    за исключением случая, когда потеря скорости кодирования недопустима
    (например, кодирование в реальном времени). Есть множество других
    libavcodec опций, улучшающих качество
    (и замедляющих кодирование), но их описание выходит за рамки этого
    документа.

  3. О производительности pullup: 
    Использование pullup (совместно с softskip)
    для видео с построчной развёрткой вполне безопасно и обычно является хорошей
    идеей, если только про источник не известно достоверно, что он полностью
    построчный. Потеря скорости мала в большинстве случаев.
    В минимальном варианте кодирования pullup замедляет
    MEncoder на 50%. Добавление обработки звука и
    продвинутых lavcopts опций затмевает эту разницу, уменьшая
    падение производительности от использования pullup до 2%.

Чересстрочная развертка & прогрессивная развертка

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

Просмотреть содержание цикла «20 важнейших преимуществ сетевых камер над аналоговыми»

Охранное видеонаблюдение представляет собой одну из главных составляющих охранного комплекса, которая сейчас применяется все чаще. В основе каждой системы безопасности, как небольшой (в розничном магазине), так и крупной (в гипермаркете, банке, на заводе) лежит система видеонаблюдения.

Только такая система позволяет сотрудникам службы безопасности своевременно реагировать на чрезвычайные ситуации. Без системы видеонаблюдения найти и идентифицировать злоумышленника будет невероятно сложно. Однако аналоговые системы видеонаблюдения характеризуются целым рядом недостатков, по сравнению со своими сетевыми собратьями. В то же время, в сетевых видеосистемах применяются технологии, позволяющие получить значительное преимущество перед аналоговыми видеокамерами. Давайте рассмотрим преимущества систем IP-видеонаблюдения.

Чересстрочная развертка & прогрессивная развертка

Известно, что для передачи сигналов телевизионного стандарта в аналоговых ССTV-камерах применяется чересстрочная развертка. Другими словами, получаемое изображение состоит не из непрерывного потока в 25 кадров/сек, а из 50 «полукадров». Вначале фиксируется изображение с нечетных строк матрицы, а затем с четных. При этом задержка по времени между четными и нечетными строками составляет 20 миллисекунд. Для неподвижных объектов это вполне подходит, а при съемке движущихся объектов возникает «эффект гребенки».

Картинка наглядно иллюстрирует, что статичная часть кадра изображена нормально. А вот движущийся автомобиль (а тем более – лицо водителя) рассмотреть детально не получится.

В сетевых же видеокамерах используется т.н. построчная или «прогрессивная» развертка. То есть видеоизображение передается с матрицы целиком, и в таком же виде оно поступает на монитор. При этом нет никакой привязки к телевизионным стандартам.

Хотя в CCTV-системах есть некоторые способы борьбы с «гребенкой», допустим, функция деинтерлейсинга – вычисление с помощью математических алгоритмов изменений между половинчатыми кадрами с последующим восстановлением исходного изображения. Такие вычисления выполняет видеорегистратор, процессор которого при этом испытывает существенную нагрузку.

IP-камеры позволяют получить четкое изображение с высокой детализацией без применения вычислительных мощностей.

Заместитель директора по развитию Андреев Кузьма.

Основы радиосвязи и телевидения

ТЕМА 11. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ
ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Целью изучения данной темы является
ознакомление с основными требованиями и параметрами систем перспективного
телевидения, знание принципов построения систем телевидения высокой четкости.

11.1 Основные
требования и параметры систем перспективного телевидения

Угловые размеры ТВ экрана должны выбираться
в соответствии с пространством, в пределах которого возможна одновременная
проекция ТВ изображения на сетчатки глаз. Границы такого пространства
(поле зрения) определяются особенностями оптической системы глаз. Бинокулярное
поле зрения человека слагается из раздельных полей зрения каждого глаза
и состоит из центрального участка, видимого двумя глазами одновременно,
и периферических областей, входящих в поле зрения только одного из глаз
(рисунок 11.1). В среднем зона видимости цветных изображений, считая от
центра бинокулярного поля зрения, ограничена в следующих пределах: вверх
-25°, вниз -35°, вправо и влево по 32.
Однако надежнее обнаружение различных изменений в ТВ изображениях проявляется
в пределах зоны с еще более узкими границами. Например, угол ясного зрения
по вертикали составляет 12-15°. Для того, чтобы ТВ изображение воспринималось
в пределах зоны ясного видения в стандартных системах телевещания с разверткой
на 525-625 строк, был выбран формат кадра k = b/h = 4:3 = 1,33 (где b
— ширина изображения, h- высота изображения). В этом случае расстояние
наилучшего рассматривания A устанавливалось равным:

A = (5-6)h , а =
10-12 = (0,5h/A).

  1. периферические области
    зрения; 2- центральный участок;3- зона бинокулярного видения цветных
    изображений; 4- оптимальная зона восприятия стереоизображений

Рисунок 11.1 – Границы бинокулярного
поля зрения

Однако с точки зрения восприятия визуальной
информации данный формат ТВ изображений не оптимален. Дальнейшие психофизиологические
исследования показали, что увеличение размеров поля изображения приводит
в процессе его восприятия к расширению и
усложнению связей между отдельными частями ТВ изображения, являющегося
сложным оптическим раздражителем. Наблюдатель, рассматривая ТВ изображение,
бессознательно сравнивает его с окружающими предметами. Поэтому, при достаточно
больших размерах ТВ экрана воспроизводимое изображение становится более
реальным. Особенно заметно улучшается субъективное качество ТВ изображения,
воспроизводимого на широкоформатном экране увеличенных размеров
(увеличение ширины ТВ изображения по отношению к его высоте).
Эксперименты показали, что телезрители предпочитают формат телевизионного
кадра с отношением сторон от 5:3 до 6:3. Широкоформатное ТВ изображение
существенно более комфортно при его рассматривании, чем традиционное формата
4:3. Главная причина этого заключается в особенностях зрительного восприятия
человека. В этом случае увеличивается угол зрения в горизонтальном направлении,
что ведет к росту объема воспринимаемой информации. При этом в восприятии
участвуют периферические области сетчатки, которые уменьшают заметность
границ изображений, повышают различимость отображаемых объектов, а также
усиливают впечатление объемности и относительного пространственного расположения
рассматриваемых объектов. Таким образом, возникает эффект “присутствия”
зрителя, заключающийся в сопричастности телезрителя показываемым на
экране событиям, в возрастании эмоционального и смыслового воздействия
ТВ изображений на зрителя.

Экспериментально установлено, что большее
изображение на большем расстоянии создает более сильное впечатление, чем
меньшее изображение на меньшем расстоянии. Практически удвоение размеров
изображения эквивалентно улучшению его качества на один балл по семибалльной
шкале оценок.

Поэтому в разрабатываемых перспективных
системах телевидения наблюдается тенденция к увеличению угловых размеров
ТВ изображений. Для бытовых телевизоров предлагается использовать ТВ экраны
высотой 1м, с форматом кадра 16:9, при условии, что рассматривание изображения
будет осуществляться с расстояния, не превышающего 3h, т.е. A = (2,5-3)h,
=20.
В этом случае будут обеспечены условия максимальной комфортности, при
наблюдении ТВ изображений.

Рассматривать ТВ изображения с более
близкого расстояния (A<2h) не рекомендуется. Это объясняется тем, что
при малых расстояниях наблюдения зритель не может охватить взглядом весь
экран и не успевает прослеживать быстрые движения (со скоростью 20-30
град/с) объектов в ТВ кадре. Восприятие ТВ изображений в таких условиях
может привести к сильному утомлению глаз.

Число строк разложения z является важнейшим
параметром ТВ
изображений, так как оно характеризует степень воспроизведения мелких
деталей в вертикальном направлении растра, т.е. четкость по вертикали.
При оценке требуемого числа строк обычно исходят из условия слияния строчной
структуры ТВ изображения на заданном расстоянии рассматривания. Практически
значение z находится из следующего выражения:

z = /,

где =
1- —
угловая разрешающая способность глаза. При этом различимость строчной
структуры изображения оказывается на пороге ее разрешения зрительным аппаратом.
При А=(2,5-3h), z=1200 строк.

Практика наблюдения ТВ изображений
показала, что разрешение мелких деталей по вертикали из-за дискретности
растра несколько снижается. Потери вертикальной четкости при построчном
разложении учитываются коэффициентом Келла (К=
0,75-0,85). ТВ изображение при чересстрочной развертке по качеству уступает
изображению с построчной разверткой. В частности, это обусловлено временными
характеристиками зрительной системы человека. Временное интегрирование
яркости светящихся точек экрана кинескопа на периоде поля из-за быстрого
затухания свечения люминофора не дает желаемого эффекта. Вследствие этого
при наблюдении чересстрочного ТВ растра зритель воспринимает межстрочные
мерцания яркости с частотой кадров, дрейф строк и частично замечает строчную
структуру изображения. Экспериментально установлено, что при переходе
от стандарта с прогрессивной разверткой, частотой кадров f
= 50 Гц и удвоенной частотой строк (f
= 31250 Гц) к стандарту с чересстрочной разверткой, частотой кадров 25
Гц и вдвое меньшей частотой строк (f=15625
Гц), коэффициент потери четкости К
имеет следующее значение: К=0,63.
При частоте смены полей 90 Гц потерь четкости нет и К=1.
Используя принципы линейной ннтерполяции, вычислим коэффициент потери
вертикальной четкости из-за чересстрочной развертки при частоте полей
75 Гц. Из расчета следует, что К=0,85.
Таким образом, при чересстрочной развертке с f
= 25 (число полей 50) для достижения качества ТВ изображения, соответствующего
построчному разложению с теми же параметрами, число строк разложения z
должно быть увеличено примерно в 1,4 раза. Данное соотношение практически
справедливо при изменении яркости ТВ изображения от 50 до 250кд/м.
Следовательно, воспринимаемая четкость ТВ изображения с z=1200 строк при
чересстрочной развертке не соответствует разрешающей способности зрительного
аппарата человека. Поэтому, с учетом потерь вертикальной четкости из-за
дискретности растра, за счет чересстрочной развертки число строк разложения
в ТВ изображении должно определяться в соответствии с выражением:

z = /KK.

Для наблюдения с максимальной комфортностью
ТВ изображений с чересстрочной разверткой при f=25
Гц, z=2000 строк. Преобразование чересстрочного стандарта разложения ТВ
растра в построчный позволит уменьшить числе строк в растре примерно до
1400 при одновременном повышении качества воспринимаемого изображения.
Поэтому при разработке новых систем ТВ иногда ставится вопрос об использовании
только построчного разложения.

Частота полей f
в ТВ системах определяется с учетом отсутствия заметности мельканий яркости
крупных белых участков изображения и воспроизведения плавности движения
быстроперемещающихся объектов передачи.

Частота полей, необходимая для воспроизведения
плавности движения объектов передачи, увеличивается пропорционально скорости
движения. Однако, очень быстрых движений объектов зрительная система человека
не воспринимает. Для воспроизведения плавных движений объектов с угловой
скоростью около 30 град/с (физиологический предел восприятия) достаточна
частота полей, равная 45 Гц. Если можно было бы обеспечить постоянство
свечения совокупности элементов воспроизводимого изображения на экране
кинескопа в течение каждого поля, то при f
= 45 Гц не воспринимались бы мелькания яркости. На практике при использовании
кинескопов с переменным свечением люминофоров в случае чересстрочной развертки,
с частотой полей, равной 50 Гц, наблюдаются мелькания крупных участков
изображений с частотой 50 Гц уже при уровне яркости 70 кд/м.
С учетом современной тенденции повышения яркости свечения экранов кинескопов
по значения 200-300 кд/м,
необходимых для просмотра ТВ программ при дневном освещении, мелькания
яркости отдельных участков изображений будут восприниматься и при частоте
полей, равной 60 Гц.

Для устранения данного недостатка в
воспроизводимых ТВ изображениях необходимо либо улучшить характеристики
послесвечения
экранов используемых кинескопов, либо изменить частоту полей
чересстрочного разложения. Поэтому при разработке систем ТНСК
рассматривается вопрос об увеличении частоты полей до значений в
70-80 Гц.

Значительным преимуществом будет обладать
ТВ система нового стандарта качества (ТНСК) с f=
75 Гц, так как данная частота полей является оптимальной при преобразовании
разрабатываемого перспективного стандарта в другие уже используемые стандарты
ТВ вещания с помощью интерполяционных методов. Например, два кадра изображения
ТВ стандарта с f= 50 Гц,
получаются из трех кадров изображения системы ТНСК, четыре кадра стандарта
с f= 60 Гц – из пяти кадров
системы ТНСК. Частота полей, равная 75 Гц, обеспечит отсутствие межстрочных
мерцаний и мельканий крупных участков изображений с яркостью до 300кд/м
при наблюдении ТВ экрана как центральным, так и периферическими участками
сетчаток глаз, что в значительной степени снизит утомляемость зрительной
системы человека. В целом f=75
Гц, обеспечивая незаметность мельканий яркости, гарантирует воспроизведение
плавности движений перемещающихся с большой скоростью объектов передачи.

В стандартных системах цветного ТВ PAL,
SECAM, NTSC отношение полос частот сигналов яркости E
и цветности E, E
устанавливается равным 4:1. Данное соотношение было обосновано значительно
меньшей разрешающей способностью зрительной системы человека при восприятии
мелких цветных деталей на оптимальном расстоянии, равном 5h. Требования
к параметрам ТВ изображений в перспективных системах более высокие, условия
их наблюдения отличаются от рассматривания изображений в стандартных ТВ
системах. Поэтому отношение полос частот сигналов яркости и цветности
в перспективных ТВ системах должно быть уменьшено до 3:1 или даже до 2:1.
Это позволит уменьшить разницу в восприятии мелких деталей цветного изображения
и реальных объектов передачи.

В современных системах цветного
ТВ передача цветовой информации осуществляется способом частотного уплотнения,
т.е. с помощью одной или двух поднесущих частот (f=
3,58-4,406 МГц), расположенных внутри спектра яркостного сигнала E,
которые модулируются цветоразностными сигналами. Такие частотно-уплотненные
сигналы получили название композитных. Однако подобной способ передачи
сигналов цветности приводит к возникновению перекрестных искажений яркость-цветность
(попадание высокочастотных компонентов сигнала E
в канал цветности ТВ приемника, приводящее к цветовым, искажениям) и цветность-яркость.
На практике для снижения заметности искажений последнего типа, а также
для уменьшения видности поднесущей в яркостном канале телевизора осуществляется
ее подавление. Например, в системе SECAM режекторный фильтр охватывает
всю область девиации поднесуших, т.е. 3,9-4,8 МГц, и осуществляет подавление
сигнала E на 12-14 дБ.
Это приводит к значительному уменьшению яркостной четкости ТВ изображения.
Фактически яркостная четкость в горизонтальном направлении растра из-за
перекрестных искажении цветность-яркость снижается примерно в 1,5 раза,
так как определяется только полосой частот сигнала E,
в которой отсутствуют цветоразностные сигналы. Следовательно, аналогичные
способы передачи сигналов цветности неприемлемы для перспективных ТВ систем.

Для разрабатываемых ТВ систем предлагаемые
методы передачи сигналов цветности можно разделить на три группы: частотное
уплотнение (балансная модуляция двумя цветоразностными сигналами поднесущей,
введенной вне спектра яркостного сигнала), временное уплотнение, т.е.
передача сигналов E, E
и Eв различных интервалах
времени, передача по отдельному каналу. При использовании рекомендуемых
способов передачи перекрестные искажения между яркостным и цветоразностными
сигналами будут отсутствовать, однако, для их реализации потребуется большая
полоса частот канала связи, по сравнению с передачей композитных ТВ сигналов.

11.2 Принцип
построения систем телевидения высокой четкости

При разработке современных стандартов
систем ТВЧ в первуюочередь учитывались следующие факторы: необходимость
обеспечения максимального соответствия параметров ТВ изображения психофизиологическим
особенностям зрительного восприятия видеоинформации; совместимость перспективных
систем ТВ с эксплуатируемыми системами цветного телевещания NTSC, PAL,
SECAM.

К настоящему времени предложено несколько
различных стандартов систем ТВЧ, основные параметры которых представлены
в таблице.

Таблица 11.1 Основные параметры
предложенных стандартов ТВЧ

Наименование

параметра

Значение
основных параметров

1125/60

1250/50

1050/50

1375/50
(48)

1

2

3

4

5

Число
строк в кадре

Число активных строк

Полевая частота, Гц

Кратность развертки

Формат кадра

Строчная частота, Гц

Полоса частот сигнала яркости,
МГц

Число элементов разложения
в горизонтальном направлении растра

1125

1035

60

2:1

16:9

33750

31

1832

1250

1152

50

1:1 (2:1)

16:9

62500 (31250)

64 (32)

2040

1050

966

50

2:1

16:9

31500

27

1710

1375

1265

50

2:1

16:9

34375

38,7

2240

Каждый из предложенных стандартов обладает
своими преимуществами и недостатками.

Стандарт 1125/60/2:1. В основе стандарта
лежат результаты двадцатилетних фундаментальных исследований японской
вещательной компании NHK. К настоящему времени стандарт 1125/60/2:1 достиг
станции промышленного освоения.

В условиях 50 Гц сети ТВ вещания наиболее
критичным параметром стандарта 1125/60/2:1 является частота полей 60 Гц,
хотя это значение определяет повышенную временную разрешающую способность
данной системы ТВЧ. Преобразование стандарта 1125/60/2:1 в стандарт 625/50/2:1
может привести к серьезному ухудшению качества передачи движущихся объектов.
Это объясняется отсутствием запаса информации в стандарте 1125/60/2:1,
т.е. низкой частотой первичной дискретизации во времени.

В цифровом варианте данного стандарта
частота дискретизации яркостного сигнала – 74,25 МГц, которая обусловливает
формирование ортогональной структуры отсчетов, удобной для пространственной
обработки изображения. Отсчеты цветоразностных сигналов следуют с частотой
37,125 МГц, которая также образует ортогональную структуру. При восьмиразрядном
квантовании отсчетов формируется цифровой результирующий поток 1188 Мбит/с.

Стандарт 1250/50/1:1 создан девятью
западноевропейскими странами (ФРГ, Франция, Великобритания, Бельгия, Нидерланды,
Швейцария, Норвегия, Дания, Италия) в рамках проекта Eureka – 95, цепью
которого является разработка новейших технологий и систем в различных
сферах человеческой деятельности. Данный стандарт предполагает переход
к вещанию программ ТВЧ от обычного стандарта эволюционным путем. Обеспечивается
совместимость стандарта 1250/50/1:1 с системами типа МАС. Стандарт 1250/50/1:1
(вариант прогрессивной развертки) предъявляет предельные требования к
технологии, недостижимые в настоящее время в серийной аппаратуре. Особенно
это характерно для цифрового варианта стандарта 1250/50/1:1, в котором
цифровой поток равен 2304 Мбит/с (частота дискретизация яркостного сигнала
— 144 МГц, цветоразностных сигналов — 72 МГц). Для яркостного сигнала
предлагается использовать ортогональную, а для цветоразностных сигналов
— шахматную структуры дискретизации. (Преимущество шахматной структуры
дискретизации заключается в меньшей заметности помехи дискретизации, а
недостатки — в усложнении процедуры пространственной обработки изображения).
Вследствие этого создание полнополосного цифрового видеомагнитофона для
стандарта 1250/50/1:1 в ближайшее время весьма проблематично, поскольку
требует перехода на новый уровень технологии. Процедура преобразования
стандарта 1250/50/1:1 с прогрессивной разверткой в стандарт 625/50/2:1
максимально упрощается в техническом смысле благодаря равенству их кадровых
к полевых частот.

Более упрощенным вариантом является
стандарт 1250/50/2:1 (с чересстрочной разверткой).

Стандарт 1250/50/1:1(2:1) критикуется
за низкую временную разрешающую способность. Мерцание изображения на экранах
видеомониторов при очень большой яркости могут быть устранены удвоением
кадровой частоты стандарта отображения.

Стандарт 1050/60/2:1 разработан в США.
Система ТВЧ, построенная в соответствии с данным стандартом, будет полностью
совместимой с системой вещательного ТВ NTSC.

Стандарт 1375/50(48)2:1 является кино
ТВ студийным стандартом, позволяющих совместить ТВЧ и 35-мм фильмопроизводство.
Использование в кино и ТВ единой частоты кадров 24 Гц и идеального качества
изображения открывает путь к интенсивному развитию кино ТВ техники. Кроме
того, увеличение числа строк дает другое принципиально более важное преимущество:
существенное уменьшение уровня помехи строчной дискретизации, которая
проявляется в виде муара на тонких периодических структурах изображения.
Использование 1280 активных строк обеспечивает практическую незаметность
строчной структуры ТВ изображения на большом экране с малого расстояния,
например, в ТВ театрах.

В настоящее время воспроизведение ТВ
изображений высокой четности предусмотрено системой цифрового ТВ вещания
ATSC, внедряемой в США. Система ATSCботана Комитетом по усовершенствованиям
систем телевидения (Advanced Television Systems Committee). В части кодирования
и структурирования информации система ATSCосновывается на международном
стандарте кодирования с информационным сжатием MPEG-2 (Motion Picture
Expert Group –международная экспертная группа по подвижным изображениям).
Стандарт MPEG-2обеспечивает высокую степень сжатия как видеоинформации,
так и звуков (практически в 10-15 раз).

MPEG-2 – использует следующие основные
идеи:

— устранение временной избыточности
ТВ изображений, учитывающее тот факт, что в пределах коротких интервалов
времени большинство фрагментов сцены оказываются неподвижными или незначительно
смещаются по полю;

— устранение мелких деталей сцены, несущественных
для ее визуального восприятия человеком;

— использование более низкого цветного
разрешения, так как глаз менее чувствителен к пространственным изменениям
оттенков цвета по сравнению с изменениями яркости;

— повышение информационной плотности
результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического
кода для его описания.

В итоге в стандартном ТВ канале удается
передавать 10 более ТВ сигналов, соответствующих программам обычной четкости,
или два или более ТВ сигналов программ высокой четкости.

Вопросы
для самоконтроля

11.1 Из каких соображений должны выбираться
геометрические размеры воспроизводимых ТВ изображений?

11.2 Какое значение формата кадра ТВ
изображения является оптимальным?

11.3 Объясните основные принципы выбора
числа воспроизводимых строк в телевидении.

11.4 С какой частотой должны воспроизводиться
поля (кадры) ТВ изображения, имеющего повышенную яркость?

11.5 Какой способ передачи сигналов
цветности устраняет возникновение перекрестных искажений?

11.6 Перечислите основные принципы построения
систем телевидения высокой четкости.

11.7 Назовите основные параметры предложенных
стандартов ТВЧ.

Список рекомендуемой
литературы

  1. Литвак И.И., Ломов Б.Ф., Соловейчик И.Е. Основы
    построения аппаратуры отображения в автоматизированных системах. -М.:оветское
    радио, 1975.- 352с.
  2. Перспективные параметры системы телевидения высокого
    разрешения / И.А.Росселевич, В.Н.Ляпунов, А.А.Борисов и др.// Техника
    кино и телевидения. -1987.-№1.-с.5-11.
  3. Выбор параметров системы телевидения высокой визуальной
    четкости и качества / В.Н.Безруков, А.В.Королев, В.Н.Ляпунов, С.С.Новаковская//
    Техника кино и телевидения.-1985.-№10.-с.3-9.

14.2. Как работать с телесином и чересстрочной развёрткой на NTSC DVD

Что такое телесин? 
Если Вы не понимаете многое из того, что здесь написано,
прочтите
статью Википедии о телесине.
Это понятное и разумно обширное описание того, что такое
телесин.

Замечание о числах. 
Многие документы, включая указанное выше руководство, ссылаются
на количество полей в секунду 59.94 для NTSC видео и
соответствующие кадровые частоты 29.97 (для подверженного
телесину и чересстрочного видео) и 23.976 (для построчного).
Для простоты в ряде статей эти числа даже округляются до 60, 30
и 24 соответственно.

Строго говоря, все эти числа являются аппроксимациями.
Чёрно-белое NTSC видео было точно с 60 полями в секунду, но
позже была выбрана частота 60000/1001 для адаптации цветовой
информации с одновременным сохранением совместимости с чёрно-белым
телевидением.
Цифровое NTSC видео (такое как на DVD) также с 60000/1001
полями в секунду. Отсюда возникла кадровая частота 30000/1001
кадр/сек для чересстрочного и телесиненного видео; построчное
видео идёт с 24000/1001 кадр/сек.

Старые версии документации MEncoder
и много архивных сообщений из списков рассылки ссылаются на
59.94, 29.97 и 23.976. Вся документация MEncoder
была обновлена для использования дробных значений, и Вам так же
следует их использовать.

-ofps 23.976 — неправильно.
Взамен нужно использовать -ofps 24000/1001.

Как используется телесин. 
Всё видео, предназначенное для просмотра на NTSC телевидении
должно быть с 60000/1001 полями в секунду. Фильмы, сделанные
для показа на TV часто снимаются непосредственно при 60000/1001
полей в секунду, но большинство кино снимается на 24 или
24000/1001 кадрах в секунду. В процессе создания DVD с
кинофильмом, видео преобразуется для телевидения с помощью
процесса, называемого телесин.

В действительности, видео никогда не хранится на DVD с
60000/1001 полями в секунду. Для видео, оригинально являющегося
60000/1001, каждая пара полей объединяется для формирования
кадра, приводя к 30000/1001 кадрам в секунду. Затем аппаратные
DVD плееры читают флаг, включенный в видеопоток, для определения
того какие, чётные или нечётные строки должны формировать первый
кадр.

Обычно, содержимое с частотой кадров 24000/1001 остаётся
неизменным при кодировании на DVD и DVD плеер должен выполнить
телесин на лету. Однако, иногда видео подвергается телесину
до записи на DVD; и хотя оно изначально
было с 24000/1001 кадр/сек, видео становится с 60000/1001 полями
в секунду. Когда оно сохраняется на DVD, пары полей объединяются
для формирования 30000/1001 кадров в секунду.

При рассмотрении отдельных кадров, полученных из 60000/1001
полей в секунду, телесиненных или наоборот, чересстрочная
развёртка чётко видна в случае, если есть какое-либо движение,
поскольку одно поле (скажем, с чётными номерами строк)
отображает момент времени на 1/(60000/1001) секунды позже, чем
другое поле. Воспроизведение чересстрочного видео на компьютере
выглядит скверно по двум причинам: монитор обладает более высоким
разрешением и видео показывается покадрово, вместо отображения по
полям.

Замечания:

  • Этот раздел применим только к NTSC DVD, а не к PAL.

  • Примеры командных строк MEncoder
    в данном разделе не
    предназначены для реального использования. Они просто являются
    минимально необходимым требованием для кодирования
    соответствующей категории видео. То, как сделать хорошие DVD
    рипы или тонко настроить
    libavcodec для
    достижения максимального качества, не входит в рамки данного
    раздела.

  • Есть несколько сносок, специфичных для данного руководства,
    обозначенных следующим образом:
    [1]

14.2.2. Как распознать тип Вашего видео

14.2.2.1. Построчная развёртка

Видео с построчной развёрткой изначально записывается на
24000/1001 fps и сохраняется на DVD без чередования.

При воспроизведении DVD с построчной развёрткой в
MPlayer, MPlayer
выведет следующую строку при начале воспроизведения фильма:

demux_mpg: обнаружено 24000/1001 кадра/сек NTSC содержимое с построчной развёрткой,
переключаю частоту кадров.

Начиная с этого момента, demux_mpg никогда не должен
сообщать о том, что найдено
«30000/1001 кадров/сек NTSC содержимое».

При просмотре видео с построчной развёрткой Вы не должны никогда
наблюдать чересстрочность. Однако, будьте осторожны, поскольку
иногда есть небольшая примесь телесина там, где Вы этого не
ожидаете. Мной наблюдались DVD с TV-шоу, у которых была одна
секунда телесина при каждой смене сцен или в случайных на вид
местах. Однажды я видел DVD, у которого одна половина была с
построчной развёрткой, а вторая — телесиненной. Если Вы
желаете быть действительно уверенными,
Вы можете просканировать весь фильм:

mplayer dvd://1 -nosound -vo null -benchmark

Использование -benchmark позволяет
MPlayer воспроизводить фильм столь
быстро, сколь это возможно; тем не менее, в зависимости от
Вашего железа, это может занять некоторое время. Всякий раз,
когда demux_mpg будет сообщать об изменении частоты кадров,
строка прямо над сообщением покажет Вам время, при котором
произошло изменение.

Иногда видео на DVD с построчной развёрткой называют
«мягким телесином», поскольку предполагается, что
телесин будет выполнен DVD плеером.

Телесиненное видео изначально снимается на 24000/1001 кадр/сек,
но подвергается телесину до записи на DVD.

MPlayer не (всегда) сообщает об
изменении частоты кадров при воспроизведении телесиненного
видео.

При просмотре телесиненного видео, Вы будете видеть «мерцающие»
артефакты чересстрочной развёртки: они будут многократно
повторяться и исчезать.
Вы можете детально это рассмотреть следующим образом:

  1. mplayer dvd://1
  2. Переместитесь в часть фильма с движением.

  3. Используйте клавишу . для покадровой перемотки
    вперёд.

  4. Наблюдайте за последовательностью кадров с чересстрочной и
    построчной развёрткой. Если Вы видите следующую структуру:
    ЧЧЧПП,ЧЧЧПП,ЧЧЧПП,… (где Ч — чересстрочные, а П —
    построчные кадры), значит видео телесиненное. Если Вы
    наблюдаете иную структуру, видео может быть телесиненным,
    используя какой-либо нестандартный метод;
    MEncoder не может преобразовать
    без потерь нестандартный телесин в построчную развёртку.
    Если Вы не видите вообще никакой структуры, значит наиболее
    вероятно, что видео с чересстрочной развёрткой.

Иногда подверженное телесину видео на DVD называют «жестким телесином».
Поскольку жесткий телесин уже имеет 60000/1001 полей в секунду, DVD
проигрыватель, воспроизводя его, не делает никаких преобразований.

Другой способ выяснить, был Ваш источник подвержен телесину или нет, заключается
в воспроизведении исходного материала с опциями командной строки
-vf pullup и -v, чтобы увидеть, как
pullup сопоставляет кадры.
Если источник был телесиненным, Вы должны увидеть в консоли 3:2 структуру с
чередующимися 0+.1.+2 и 0++1.
Преимущество этой техники состоит в том, что не требуется просматривать исходный
материал для его идентификации, это может быть полезно для автоматизации
процедуры кодирования или выполнения вышеуказанной процедуры удаленно через
медленное соединение.

14.2.2.3. Чересстрочная развертка

Чересстрочное видео изначально снималось на 60000/1001 полями в секунду,
и сохранялось на DVD с 30000/1001 кадрами в секунду. Эффект чересстрочности
(часто называемый «гребёнкой») — результат объединения пары полей в кадры.
Поля сдвинуты друг относительно друга на 1/(60000/1001) секунды,
и, когда отображаются одновременно, разница заметна.

Как и с подверженным телесину видео, MPlayer не должен
сообщать о каких-либо изменениях частоты кадров при воспроизведении
чересстрочного содержимого.

Внимательно, кадр за кадром (при помощи клавиши .) рассматривая
чересстрочное видео, Вы увидите, что каждый отдельный кадр — чересстрочный.

14.2.2.4. Смешанные построчная развертка и телесин

Все видео со «смешанными построчной разверткой и телесином» изначально было с
24000/1001 кадрами в секунду, но некоторые его части оказались подвержены
телесину.

Когда MPlayer воспроизводит эту категорию, он будет
(как правило, периодически) переключаться между «30000/1001 кадров/сек NTSC
содержимым» и «24000/1001 кадра/сек NTSC содержимым с построчной развёрткой».
Смотрите конец вывода MPlayer, чтобы увидеть
эти сообщения.

Вам следует проверить разделы с «30000/1001 кадров/сек NTSC содержимым»,
чтобы убедиться, что видео действительно телесиненное, а не просто
чересстрочное.

14.2.2.5. Смешанные построчная и чересстрочная развертки

В содержимом со «смешанными построчной и чересстрочной развертками»,
построчное и чересстрочное видео переплетаются друг с другом.

Эта категория выглядит также, как и «смешанные построчная развертка и телесин»,
до тех пор, пока не проверите разделы 30000/1001 кадр/сек и не увидите,
что структура телесина отсутствует.

14.2.3. Как кодировать каждую категорию

Как уже было сказано выше, последующие примеры командных строк
MEncoder не означают,
что надо использовать именно их; они всего лишь примеры минимального набора параметров
для правильного кодирования каждой категории.

14.2.3.1. Построчная развертка

Видео с построчной разверткой не требует специальной обработки для кодирования.
Единственный нужный Вам для уверенности параметр — это
-ofps 24000/1001.
В противном случае MEncoder будет пытаться кодировать
с 30000/1001 кадрами в секунду и создаст дублирующиеся кадры.

mencoder dvd://1 -oac copy -ovc lavc -ofps 24000/1001

Частый случай, однако, когда видео, выглядящее построчным, на самом деле
содержит очень короткие подверженные телесину части. Если Вы не уверены,
безопаснее будет считать его как видео со
смешанными построчной
разверткой телесином.
Потеря скорости невелика[3].

Телесин может быть обращён для получения оригинального 24000/1001 содержимого
при помощи процесса, называемого обратный телесин.
MPlayer содержит несколько фильтров для выполнения
этого; лучший из них, pullup описан в разделе
смешанные построчная развертка
и телесин.

14.2.3.3. Чересстрочная развертка

На практике в большинстве случаев невозможно получить полностью построчное
видео из чересстрочного содержимого.
Единственный способ сделать это без потери половины вертикального разрешения
— это удвоить частоту кадров и попытаться «угадать», что должно составить
соответствующие линии каждого поля (этот способ имеет недостатки, смотрите метод
3).

  1. Кодируйте видео в чересстрочной форме. Обычно это наносит вред способности
    кодировщика хорошо сжимать, но libavcodec
    имеет два параметра специально для чуть лучшего сохранения чересстрочного
    видео: ildct и ilme. К тому же, настоятельно
    рекомендуется использовать
    mbd=2[2],
    потому что при этом макроблоки в местах без движения будут кодированы как
    нечересстрочные. Имейте в виду, что -ofps здесь НЕ нужна.

    mencoder dvd://1 -oac copy -ovc lavc -lavcopts ildct:ilme:mbd=2
  2. Используйте фильтр деинтерлейсинга перед кодированием. Существует несколько
    таких фильтров на выбор, каждый имеет свои преимущества и недостатки.
    Обратитесь к mplayer -pphelp и mplayer -vf help
    для определения доступных (grep по «deint»), прочтите
    Сравнение
    фильтров деинтерлейсинга Майкла Нидермайера (Michael Niedermayer),
    и поищите в
    списках рассылки MPlayer, чтобы найти множество обсуждений различных
    фильтров.
    И опять, частота кадров не меняется, поэтому никаких -ofps.
    к тому же деинтерлейсинг следует производить после обрезания
    [1] и до масштабирования.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf yadif -ovc lavc
  3. К сожалению, эта опция сбоит с MEncoder; она должна
    хорошо работать с MEncoder G2, но его пока нет. Вы
    можете столкнуться с крахами. Как бы то ни было, назначение опции
    -vf tfields — создать полный кадр из каждого поля, что
    делает частоту кадров равной 60000/1001. Преимущество этого подхода в том, что
    никакие данные не теряются; однако, т.к. каждый кадр получается только из одного
    поля, недостающие строки должны как-то интерполироваться.

    Не существует очень хороших методов
    генерации недостающих данных, поэтому результат будет выглядеть несколько похожим
    на применение некоторых фильтров деинтерлейсинга. Генерация недостающих строк также создает
    другие проблемы, просто потому что количество данных удваивается.
    Таким образом, для сохранения качества требуются более высокие значения
    битпотока, и больше ресурсов процессора используется как для
    кодирования, так и для декодирования. tfields имеет
    несколько различных опций, определяющих способ создания недостающих строк
    каждого кадра. Если выбрали этот способ, обратитесь к руководству и выберите
    ту опцию, которая лучше подходит для Вашего материала. Имейте в виду, что при
    использовании tfields Вы
    должны указать как -fps, так
    и -ofps, установив им значение, равное удвоенной частоте
    исходного материала.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf tfields=2 -ovc lavc \
        -fps 60000/1001 -ofps 60000/1001
  4. Если планируете сильно уменьшать размер изображения, можно извлекать и
    декодировать только одно поле из двух. Конечно, Вы потеряете половину
    вертикального разрешения, но если планируется уменьшать размер как минимум
    вдвое, потеря будет не сильно заметна. В результате получится построчной
    развёртки файл с 30000/1001 кадрами в секунду. Процедура следующая:
    -vf field, затем обрезание
    [1] и масштабирование
    соответствующим образом. Помните, что потребуется скорректировать масштабирование
    для компенсации уменьшенного вдвое вертикального разрешения.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf field=0 -ovc lavc
14.2.3.4. Смешанные построчная развертка и телесин

Для преобразования видео со смешанными построчной разверткой и телесином в
полностью построчное необходимо к подверженным телесину частям применить
обратный телесин. Есть три описанных ниже способа добиться этого.
Заметьте, что следует всегда применять обратный
телесин до какого-либо масштабирования; за исключением случая, когда Вы точно
знаете, что делаете, выполняйте обратный телесин также до обрезания
[1].
-ofps 24000/1001 здесь необходима, поскольку видео на выходе
будет с 24000/1001 кадрами в секунду.

  • -vf pullup разработана для обратного телесина материала,
    телесину подверженного, оставляя построчные данные как есть. Для правильной
    работы после pullup должен
    следовать фильтр softskip, иначе произойдет крах
    MEncoder.
    pullup является, однако, самым чистым и точным методом,
    доступным для кодирования и телесина, и «смешанного построчного с телесином».

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf pullup,softskip \
        -ovc lavc -ofps 24000/1001
  • Более старый метод заключается не в применении обратного телесина к
    телесиненным частям, а, наоборот, в телесине не подверженных телесину частей и
    последующем применении обратного телесина ко всему видео. Звучит запутанно?
    softpulldown — это фильтр, проходящий по видео и делающий телесиненным весь
    файл. Если следом за softpulldown указать либо detc, либо
    ivtc, финальный результат будет полностью построчным.
    -ofps 24000/1001 необходима.

    mencoder dvd://1 -oac copy -vf softpulldown,ivtc=1 -ovc lavc -ofps 24000/1001
      
  • Лично я не использовал -vf filmdint, но вот что сказал
    Д Ричарт Фелкер III (D Richard Felker III):

    С ним все в порядке, но имхо он слишком часто пытается
    сделать деинтерлейс iвместо обратного телесина (в точности как аппаратные
    DVD проигрыватели & построчное TV), что в результате дает мерзкое
    мерцание и другие артефакты. Если собираетесь его использовать, потребуется
    как минимум потратить немного времени для тонкой настройки опций и
    просмотра результата, чтобы убедиться, что он не испорчен.

14.2.3.5. Смешанные построчная и чересстрочная развертки

Существует две опции для этой категории, каждая из которых — это компромисс. Вы
должны выбрать, исходя из продолжительности/положения каждого типа.

  • Рассматривайте видео как построчное. Чересстрочные части будут выглядеть
    чересстрочными, и потребуется удаление некоторых из чересстрочных полей, что
    даст в результате некоторое скачкообразное дрожание. Вы можете использовать
    фильтр постобработки, если хотите, но это может несколько ухудшить
    построчные части.

    Эта опция определенно не должна использоваться, если Вы хотите со
    временем отображать видео на чересстрочном устройстве (с помощью TV карты,
    например). Если у Вас есть чересстрочные кадры в видео с 24000/1001 кадрами в
    секунду, к ним, как и к прогрессивным, будет применен телесин. Половина их
    чересстрочных «кадров» будут отображаться с длительностью трех полей
    (3/(60000/1001) секунд), давая в результате неприятно выглядящий эффект

    «прыжка назад во времени». Даже если Вы пробуете это, Вы
    должны использовать фильтр деинтерлейсинга,
    такой как lb или l5.

    Для отображения на построчном дисплее это тоже может быть плохой идеей.
    Будут отбрасываться пары последовательных чересстрочных полей, приводя к
    разрывам, которые могут быть заметнее, чем при использовании второго метода,
    отображающего некоторые построчные кадры дважды. Чересстрочное видео с
    30000/1001 кадрами в секунду уже несколько прерывисто, потому что в реальности
    оно должно отображаться с 60000/1001 полями в секунду, так что дублирующиеся
    кадры не так сильно выделяются.

    Так или иначе, лучше всего проанализировать Ваше содержимое и как Вы его
    собираетесь показывать. Если видео на 90% построчное и Вы никогда не будете
    показывать его на TV, Вам следует отдать предпочтение построчному варианту.
    Если оно только наполовину построчное, Вы, возможно, захотите кодировать
    его, как если бы оно было чересстрочным.

  • Считайте его чересстрочным. Некоторые кадры построчной части потребуют
    дублирования, что даст в результате некоторое скачкообразное дрожание. И
    снова, фильтры деинтерлейсинга могут несколько ухудшить построчные части.

Чересстрочная развертка

Инерция
человеческого зрения позволяет в ТВ и
кино создать эффект движения, передавая
серию отдельных неподвижных кадров К,
отличающихся друг от друга фазой
движения. Минимальная частота мелькания
света, при которой и выше которой источник
кажется непрерывно святящимся, называется
критической частотой мелькания fКР.
Эта частота зависит от углового размера
изображения, яркости поля адаптации,
закона изменения яркости (скважности
импульсов света). Для средней яркости,
которое имеет место в кино и в ТВ, fКР
не
меньше 46Гц и она растет с увеличением
угла, отсчитываемой от зрительной оси,
т.к. периферическое зрение более
чувствительно к мельканиям. При частоте
мелькания больше fКР
ощущаемая яркость равна усредненной
во времени яркости прерывистого света
за весь период наблюдения. В кинопроекторах
необходимая частота мельканий достигается
без увеличения частоты кадров 24 или 16
кадров/с и след-но без увеличения скорости
протяжки ленты и кол-ва кинопленки путем
воспроизведения одного и того же кадра
дважды (или трижды) с помощью прерывания
обтюратором светового потока,
просвечивающего кинопленку. В ТВ при
частоте кадров fК=25
кадров/с эффективным средством для
увеличения частоты мельканий является
чересстрочная развертка. Установлено,
что две близко расположенные святящиеся
линии или точки, яркость которых
поочередно меняется от нулевой до
максимальной, кажутся непрерывно
светящимися если сумма частот их яркости
мельканий выше критической 
частота яркостных мельканий отдельной
линии (строки) или точки может быть в 2
раза меньше критической. Это св-во зрения
положено в основу чересстрочной развертки
с кратностью 2:1, при которой каждый кадр
изображения передается 2 полукадрами
(полями). В начале нечетные строки —
первое поле, а затем четные — второе
поле. 2 последовательных поля образуют
кадр с полной четкостью. Если частоту
передачи полей fПОЛ
выбрать больше критической частоты
мельканий fКР,
f.e.
fПОЛ=50Гц,
то изображение будет казаться слитным
без мельканий яркости.

(РИСУНОК
8,а,б)

В
ТВ-системе с построчной разверткой и
числом строк z=625
(рис. 8,а) при частоте кадров fК=50Гц
мелькания яркости отсутствуют, но полоса
частот ТВ-сигнала, определяемая высшей
частотой спектра, оказывается чрезмерно
широкой — 12МГц. Чтобы сократить ее вдвое
до 6 МГц необходимо уменьшить частоту
кадров до 25Гц, при этом будут наблюдаться
мелькания яркости. Для их устранения
нужно в 2 раза увеличить частоту развертки
по экрану, не изменяя скорости развертки
вдоль строк, т.е. перейти к чересстрочной
развертке. Тогда электронный луч за
время строки отклониться по вертикали
на 2h/z
и за 1/50 секунды прочертит растр, содержащий
только нечетные строки (1,3,5,…, половину
625-ой), которые образуют первое поле или
полукадр (рис. 8,б). Далее под действием
отклоняющего поля луч совершает ОХ по
полю. За след-щие 1/50 секунды луч прочертит
четные строки (половину 625-ой,2,4,…,624
второго поля), изображенные на рис. 8,б
пунктиром. За счет разности в полстроки
растры первого и второго полей оказываются
смещенными так, что строки 2-го поля
автоматически укладываются между
строками первого поля. В рез-те полный
кадр передается и воспроизводится
соответственно за 1/25 секунды, т.е. число
кадров осталось прежним, при котором
верхняя частота fВ=6МГц,
но мелькания яркости отсутствуют, т.к.
fПОЛ>
fКР.
Т.о. чересстрочная развертка позволяет
не расширяя полосы частот устранить
мелькания яркости, которые имеются при
построчной развертки с fК=25Гц.
Чересстрочная развертка применяется
во всех системах вещательного ТВ для
сокращения полосы частот, занимаемой
ТВ-сигналом. В принципе возможно
дальнейшее сокращение полосы частот
путем применения чересстрочного
разложения с кратностью 3:1 или 4:1. В этом
случае кадр будет состоять из 3 или 4
отдельных полей, строки которых
последовательно воспроизводятся друг
под другом. Однако такие развертки не
применяются. Становится заметным
мелькания строк, т.к. четные или нечетные
поля повторяются с низкой частотой
12,5Гц при кратности 4:1. Уменьшается
четкость изображения объектов, движущихся
в вертикальном направлении с отн-но
большой скоростью. Ухудшается
воспроизведение вертикальных границ
объектов, движущихся с отн-но большой
скоростью в горизонтальном направлении.
Границы становятся зигзагообразными
и наклонными.

Появляется
также эффект скольжения строк, которые
как бы перемещаются сверху вниз в
пределах одного кадра. Объясняется это
тем, что когда луч чертит какую-либо
строку 4-ого поля, яркость ее максимальна.
В то же время яркости расположенных
выше строк прочерчены соответственно
в 3,2,1-ом полях имеют спадающий хар-р.
Создается эффект последовательного
свечения и как следствие перемещение
строк. Эти недостатки присущи любой
чересстрочной развертки, но при кратности
2: 1 они менее заметны. В последние годы
увеличились размеры экранов телевизоров
за счет совершенствования всех звеньев
ТВ-тракта, значительно возросли яркость,
контрастность и четкость изображения.
В этих условиях сильнее стали проявляться
недостатки чересстрочной развертки с
кратность 2:1, т.е. мелькание изображения
с частотой полей и мелькание отдельных
строк четного или нечетного полей с
частотой 25Гц. Мелькание с частотой полей
стало особенно заметно на новых кинескопах
с повышенной яркостью, предназначенных
для работы в условиях большой внешней
засветки. Это явление усугубляется тем,
что зрители часто наблюдают изображение
на малом расстоянии от экрана, под
большим углом зрения, когда в процессе
наблюдения вовлекаются периферийные
участки сетчатки, обладающие меньшей
инерционностью к световому возбуждению.
Мелькание отдельных строк поля хорошо
заметны на горизонтальных границах и
наклонных структурах изображения
особенно при наблюдении буквенно-графической
инф-ии с близкого расстояния. Эти
искажения приводят к уменьшению реальной
четкости изображения по вертикали. Так
установлено, что 625-тистрочное изображение
с построчной разверткой эквивалентно
примерно 900-строчному изображению с
чересстрочной разверткой. Имеется
несколько методов устранения указанных
недостатков, которые сводятся к переходу
на ПРМ-ой стороне, т.е. в ТВ-ПРМ повышенного
кач-ва, к другому стандарту воспроизведения
при сохранении существующего стандарта
развертки на ПРД-щей стороне.

Построчная развертка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Построчная развертка

Cтраница 2

При Ч.р. число кадров в 1 с уменьшается вдвое по сравнению с построчной разверткой.
[16]

Для сокращения полосы частот спектра телевизионного сигнала сейчас широко применяется чересстрочная, а не построчная развертка.
[17]

Легко видеть, что если наложить оба полукадра друг на друга, то получится полный растр из 625 строк, как и при построчной развертке. Это происходит потому, что во время формирования четного полукадра строки ложатся точно посредине между строками нечетного полукадра. Конечно, можно было бы по-другому сформировать полный растр из двух полукадров, например 625 — ю строку дописать полностью и обратным ходом вернуться непосредственно в точку Г — начало четного полукадра. Однако рассмотренный способ, как будет видно далее, позволяет сравнительно легко решить проблему синхронизации генераторов развертки по строкам и кадрам.
[18]

Подставляя в выражение (2.22) р 0 82, z 625 и fK 50 Гц, выбранные исходя из пространственной и временной разрешающей способности зрения, получаем значение / при построчной развертке: fв 12 МГц. Обработка и передача ТВ сигнала со столь широкой полосой частот ( от / 50 Гц до fB — 12 МГц) довольно затруднительны.
[19]

По принципу генерирования символа растровый метод подразделяется на малоформатный телевизионный, в котором знак формируется локально, в определенном месте экрана, и чисто телевизионный, где знак формируется построчной разверткой. В соответствии с используемой системой памяти для генерирования символов метод малоформатного растра включает в себя следующие подгруппы: с системой памяти на ферритовой матрице; с системой памяти на логических элементах; с системой памяти ка магнитном барабане и с.
[20]

Так как изображение на экране кинескопа, с которого осуществляется запись на кинопленку, не предназначается для показа зрителям и может иметь заметные мелькания, вместо чересстрочной развертки здесь можно применить построчную развертку с частотой вертикальной развертки 25 гц или 24 гц вместо 50 гц.
[22]

В результате описанный метод линейных измерений, разработанный с учетом статических особенностей источника информации, каким в данном случае является линейное изображение протяженного объекта, позволяет Значительно сократить избыточность сообщений и повысить эффективность измерений по сравнению с обычным оптическим кодированием и построчной разверткой. Так при еднничноч отевном коде ( 2101 строке) эффективность возрастает в 50 раз.
[23]

Записывающее устройство с электронно-лучевой трубкой применяется при записи изображений с экрана электронно-лучевой трубки. При построчной развертке применяют записывающее устройство, схема которого показана на рис. 10.2. Объектив Л1 дает изображение светового пятна на поверхности светочувствительного фотографического слоя.
[25]

Формирующее устройство синхрогенератора является наиболее сложной и многокаскадной его частью. При построчной развертке на вход формирующей схемы поступают два типа импульсов — импульсы частоты строк и импульсы частоты кадров. При чересстрочной развертке на вход схемы приходят три вида импульсов — импульсы частоты строк, частоты полей и двойной строчной частоты. В том и другом случаях на выходе устройства должны быть получены все пять видов управляющих импульсов нужной формы.
[27]

Уменьшать z нежелательно, так как это приводит к понижению четкости изображения и заметности строчной структуры растра. Частоту кадров также нельзя уменьшить ( при построчной развертке), поскольку она выбирается из условия отсутствия мельканий яркости. Выход был найден в применении чересстрочной развертки.
[28]

По имеющимся в литературе данным, светоотдача такой трубки составляет примерно 140 нтг а средний ток пучка равен 400 мка. Однако эта трубка имеет недостаток, присущий фактически всем трубкам с построчной разверткой: большая мощность, рассеиваемая на трех полосках люминофора, приводит к быстрому уменьшению его светоотдачи.
[29]

Страницы:  

1

2

3

4




Разница между чересстрочной разверткой и прогрессивной разверткой

Разница между чересстрочной разверткой и прогрессивной разверткой

Чересстрочная развертка и прогрессивная развертка — это техника развертки формирования, широко применяемая в аналоговых видеосистемах.

Чересстрочное сканирование:
Чересстрочное сканирование происходит при разделении одного кадра. При чересстрочной развертке скорость отображения видео меньше, чем при прогрессивной развертке. При чересстрочной развертке качество видео становится вульгаризированным, а при чересстрочной развертке присутствует эффект гребешка.

Прогрессивное сканирование:
Прогрессивное сканирование осуществляется путем быстрого сканирования всего кадра. При прогрессивной развертке скорость отображения видео выше, чем при чересстрочной развертке. При прогрессивной развертке качество видео выше, чем при чересстрочной развертке, и в прогрессивной развертке отсутствует эффект комбинирования.

Давайте посмотрим, что разница между чересстрочной разверткой и прогрессивной разверткой, которые приведены ниже:

S.НЕТ Чересстрочная развертка Построчная развертка
1. При чересстрочной развертке сканирование происходит поверх разделения одного кадра. В прогрессивной развертке сканирование происходит за счет быстрого сканирования всего кадра.
2. Чересстрочная развертка менее эффективна, чем прогрессивная развертка. В то время как прогрессивная развертка более эффективна, чем чересстрочная развертка.
3. При чересстрочной развертке скорость отображения видео меньше, чем при прогрессивной развертке. При прогрессивной развертке скорость отображения видео выше, чем при чересстрочной развертке.
4. При чересстрочной развертке присутствует эффект комбинирования. Пока нет эффекта комбинирования в прогрессивной развертке.
5. При чересстрочной развертке качество видео становится вульгаризированным. При прогрессивной развертке качество видео выше, чем при чересстрочной развертке.
6. Чересстрочная развертка менее продвинута, чем прогрессивная развертка. В то время как прогрессивная развертка более продвинута, чем чересстрочная развертка.

чересстрочное видео и деинтерлейсинг для потоковой передачи

Вы когда-нибудь видели видеоконтент, похожий на изображение выше, но не уверены в причине? Эти явные горизонтальные линии, появляющиеся как пиксели вокруг движения, как в старой школьной игре Atari, являются артефактом, созданным из представления чересстрочного источника в прогрессивном формате.

В этой статье объясняется, что такое чересстрочный видеоконтент и какие источники, например аналоговые камеры, могут создавать этот тип видеоконтента в прямых трансляциях.Затем рассматриваются методы деинтерлейсинга для удаления этого артефакта и то, как легко включить его на стороне кодировщика… и почему вы не хотели бы использовать деинтерлейсинг для контента, который уже является прогрессивным. Однако, если вы знакомы с деинтерлейсингом и хотите обновить свое оборудование, чтобы избежать этой проблемы, обратитесь к нашему техническому документу с рекомендациями по видеостудии.

Что такое чересстрочное видео?

Видео с чересстрочной разверткой — это метод, который изначально был создан и стал популярным до появления цифрового телевизионного контента.Впервые разработанный более 70 лет назад, он был предназначен в первую очередь для телевизионных видеоформатов, таких как NTSC и PAL.

По сути, чересстрочная развертка была ранней формой сжатия видео, которая использовалась, чтобы сделать видео более плавным при отправке меньшего количества данных. Это было достигнуто путем разбивки каждого полного кадра видео на чередующиеся строки, взятые из двух отдельных полей, которые были захвачены в несколько разное время. После этого процесса один набор строк будет доставлен зрителю раньше, чем через 1/60 секунды будет отправлен второй набор строк.

В отличие от других возможных методов того времени, этот процесс предоставлял то, что казалось плавным движением, по крайней мере, человеческому глазу, при этом имея возможность отправлять меньше данных, связанных с трансляцией. Однако чересстрочная развертка может вызвать проблемы при попытке доставить этот поток в прогрессивный источник из-за различий в представлении между ними.

Прогрессивное видео и чем оно отличается от чересстрочного

В отличие от содержимого с чересстрочной разверткой, видео с прогрессивной разверткой — это видеодорожка, состоящая из полных кадров.В этом утверждении есть небольшая звездочка, так как для сжатия видеоконтента можно использовать такие методы, как межкадровый, для удаления избыточности от кадра к кадру (подробнее о межкадровом процессе). Даже включая этот метод, прогрессивный видеоконтент не будет чередовать поля и будет представлять полный ключевой кадр, который вы никогда не найдете в чересстрочном содержимом. Это означает, что он не будет обслуживать четные или нечетные строки в разные промежутки времени друг от друга.

Потребители будут знакомы с этой терминологией в связи с ее распространением в HD-контенте.Например, контент 1080p означает, что он имеет вертикальное разрешение 1080 строк, а буква «p» означает, что это контент с прогрессивной разверткой.

Какой метод лучше: прогрессивный или чересстрочный?

Откровенно говоря, ответ в том, что на самом деле не имеет значения, что лучше. Многие методы воспроизведения, например компьютерные мониторы или современные телевизоры высокой четкости, не поддерживают чересстрочную развертку. Таким образом, даже если бы чересстрочная развертка обеспечивала более качественный контент, вещательная компания все равно хотела бы использовать прогрессивную доставку из-за поддержки этого метода.В противном случае вещательная компания будет отображать чересстрочное видео в прогрессивном формате.

Если предположить, что оба метода поддерживаются одинаково, человеческий глаз не успевает за ним, и движение должно выглядеть плавным.

Как это выглядит: чересстрочный контент как прогрессивное видео

Иногда вещательной компании необходимо использовать источник с чересстрочной разверткой для потоковой передачи. Другими словами, взять источник с чересстрочной разверткой и сделать его прогрессивным или просмотреть его на прогрессивном носителе, например, на мониторе компьютера.Эта потребность может варьироваться от желания использовать старую трансляцию до использования аналоговой камеры, поддерживающей чересстрочную развертку.

Преобразование видео включает объединение двух полей, созданных как часть процесса чересстрочной развертки, в один кадр. По умолчанию этот процесс создает довольно уродливый артефакт при быстром движении на видеодорожке. Движение между полями может вызвать видимые разрывы при отображении в виде прогрессивного видео. По сути, видеодорожка показывает два разных линейных поля, в которых происходит быстрое движение, создавая вид ступенчатой ​​линии, как показано на изображении ниже на рисунке слева.

Слева: видео с чересстрочной разверткой отображается в прогрессивном формате. Справа: видео с деинтерлейсингом (подробнее об этом позже).

Как узнать, записывает ли ваша камера чересстрочное видео

В этой статье много говорится о том, что чересстрочная развертка является устаревшим компонентом, но это не дает справедливого представления. Например, многие аналоговые камеры настроены на передачу видео с чересстрочной разверткой. Даже в некоторых современных цифровых камерах есть чересстрочный режим. Причина этого частично связана с совместимостью, а также 1080, даже 1080i, является сильным аргументом в пользу продажи, и что дешевле сделать 1080i.Из-за этого, несмотря на то, что чересстрочная развертка может иногда ассоциироваться со старыми телевизионными трансляциями, все еще очень возможно использовать аналоговую камеру с картой захвата или другой установкой и по-прежнему сталкиваться с чересстрочной разверткой.

Один из способов узнать, настроена ли ваша камера для чересстрочного контента или нет, указан в технических характеристиках. В то время как некоторые будут открыто говорить о том, что камера выводит в чересстрочном режиме, другие укажут это в своем указанном разрешении. Например, мы уже обсуждали, что 1080p — это прогрессивный HD-канал.Если бы это было 1080i, это означало бы, что это HD-контент с чересстрочной разверткой. Велика вероятность, что кто-то видел контент 1080p гораздо чаще, чем версию с чересстрочной разверткой. Большинство современных аналоговых камер, если они чересстрочные, должны упоминать это либо напрямую, либо с разрешением. Если это более старая аналоговая камера, выпущенная до 2003 года, она выводит чересстрочный контент, поскольку первой доступной для потребителей прогрессивной камерой была Panasonic AG-DVX100, выпущенная в 2002 году.

Что такое деинтерлейсинг видео: когда нужно использовать источники с чересстрочной разверткой

К счастью, существует процесс, называемый деинтерлейсингом, который может решить проблемы, возникающие при представлении чересстрочного контента на прогрессивном носителе.Деинтерлейсинг использует каждую вторую строку из одного поля и интерполирует новые промежуточные строки без разрывов, применяя алгоритм для минимизации результирующих артефактов.

Как деинтерлейсинг видео для потоковой передачи

Деинтерлейсинг выполняется на уровне кодировщика для живого контента. То, как это делается, варьируется от кодировщика к кодировщику, при этом некоторые активируют это с помощью простого флажка.

Для Ustream Producer деинтерлейсинг можно найти в настройках источника, через «Источники», а затем «Показать настройки источника…».Если используется источник, который может быть деинтерлейсирован, появится флажок, позволяющий включить его для этого источника.

Пользователи

Adobe Flash Media Live Encoder (FMLE) могут найти параметр деинтерлейсинга на главной панели параметров кодирования. Эта функция, которую называют просто «Деинтерлейсинг», находится слева от временного кода в нижней части доступных параметров.

Продукты кодирования

Teradek, такие как Cube и VidiU, предлагают встроенный деинтерлейсинг на основе аппаратного обеспечения. Внутри интерфейса кодировщика эта функция находится в разделе «Настройки кодировщика».Эта функция, расположенная выше Adaptive Framerate, называется просто Deinterlacer и может быть включена или отключена.

На Wirecast это находится в разделе «Источники», а затем «Показать настройки источника…». На этом экране вы можете выбрать источник, для большинства из которых доступны два варианта. Например, источник карты захвата может отображать «Размер устройства захвата» и «Деинтерлейсинг устройства». Изменение этого параметра с «Нет» на «Смешивание» активирует деинтерлейсинг.

Если кто-то использует старую версию Wirecast, эта опция вместо этого находится в меню «Файл»> «Настройки»> «Дополнительно».

Для vMix пользователь должен щелкнуть «Добавить ввод» в левом углу, чтобы открыть панель выбора ввода. Представленные параметры будут зависеть от типа выбранного источника. При выборе источника, такого как камера, должна присутствовать опция, называемая чересстрочной разверткой, расположенная ниже частоты кадров. В отличие от других кодировщиков, для деинтерлейсинга содержимого этот параметр должен быть отключен.

Другой источник чересстрочного видео: три-два вниз

Иногда называемый «вытягиванием 2: 3», процесс «три-два вниз» используется для преобразования материала из пленки в чересстрочную скорость отображения NTSC.Это включает в себя преобразование контента, созданного с частотой 24 кадра в секунду, в 29,97 кадра в секунду, что является частотой кадров сигнала видео NTSC. Этот процесс включает в себя дублирование полей, два из одного кадра, а затем три из следующего кадра, или процесс также может быть обратным. Следовательно, это обычно называется понижением 3: 2 или понижением 2: 3, причем числа используются как синонимы для описания эффекта.

Обратный телесин: удаление 3: 2 pull down

Также известный как обратный телесин (IVTC), обратный телесин — это процесс, который можно использовать для устранения эффектов взятия источника и его увеличения с 24 кадров в секунду до 29.97 кадров в секунду. Это включает удаление добавленной информации из кадров, чтобы вернуть ее к 24 кадрам в секунду.

Например, кадр 1 может быть преобразован в кадр 1A и кадр 1B посредством чередования, каждый из которых является чередующейся нечетной или четной последовательностью по вертикали. Однако кадр 2 может быть преобразован в кадр 2A, кадр 2B и кадр 2C, причем последний будет дублированным контентом, который используется для постепенного увеличения частоты кадров. В рамках обратного телесина этот добавленный контент будет удален, чтобы восстановить исходную частоту кадров видео.

Если вы хотите транслировать контент в прямом эфире, к которому раньше применялось преобразование 3: 2, рекомендуется закодировать его с помощью процесса обратного телесина заблаговременно перед трансляцией. Apple Compressor и Handbrake, последний называет этот процесс «Detelecine», являются двумя примерами программ, которые можно использовать для достижения этой цели.

Может ли видео деинтерлейсинг быть плохим?

Да, если источник не имеет чересстрочной развертки, результат может привести к ненужным артефактам, если методы деинтерлейсинга неадекватны.Это будет наиболее заметно при движении, что приведет к большей потере качества. Также могут пострадать мелкие закругленные детали, часто преобразующие гладкий вид в блочный вид, как мини-лестница, как это часто бывает в видеоиграх с присутствующими пикселями и попытками создания кривых. Если предоставляемый тип деинтерлейсинга смешанный, он может показывать очевидное движение в том же кадре.

Кроме того, деинтерлейсинг требует больше ресурсов процессора. Таким образом, кодировщик, использующий деинтерлейсинг, должен быть на более совершенном устройстве по сравнению с аналогичным кодировщиком, не использующим деинтерлейсинг.Так что с точки зрения надежности лучше не использовать и эту функцию.

Таким образом, если источник не имеет чересстрочной развертки, не выполняйте деинтерлейсинг для него. Если кто-то не уверен, имеет источник чересстрочной развертки или нет, сделайте быструю тестовую трансляцию без деинтерлейсинга. После того, как в потоке происходит какое-то движение, должно быть легко определить, нужно ли устранять чересстрочную развертку источника или нет.

Если кто-то имеет дело со смешанным контентом, где часть видео имеет чересстрочную развертку, а другие элементы — нет, то вопрос о том, следует ли деинтерлейсировать весь канал или нет.Содержимое с чересстрочной разверткой, отображаемое в прогрессивной манере, гораздо более разрушительно для просмотра по сравнению с артефактами, возникающими из-за неадекватного деинтерлейсинга в уже прогрессивном содержимом. По этой причине я лично рекомендую деинтерлейсинг при работе со смешанным контентом. Однако школа мысли может идти в обе стороны. Например, если количество чересстрочного контента минимально, как, например, кратковременный показ старого телевизора, воспроизводящего чересстрочный контент, вещательная компания может обойтись без его использования.

Резюме: знать переплетение и как его исправить

Многие современные вещатели никогда не увидят чересстрочный контент, когда дело доходит до их собственного вещания. Например, тому, кто использует только веб-камеру и программный кодировщик, никогда не придется об этом беспокоиться. По мере усложнения настроек, когда используются либо профессиональные аналоговые камеры, либо устаревшее оборудование / источники (кассеты VHS и т. Д.), Может возникнуть чересстрочная развертка, и лучше всего знать быстрые методы, которые может использовать ваш кодировщик для предотвращения этого.

Если вы чувствуете себя комфортно с концепцией деинтерлейсинга, возможно, пришло время познакомиться с платформой потоковой передачи. Вот архивная демонстрация платформы IBM Cloud Video Streaming Manager. Это включает в себя не только демонстрацию интерфейса, но также включает часть вопросов и ответов, чтобы другие также могли задать общие вопросы.

чересстрочная или прогрессивная — потоковая передача в формате Resi

чересстрочная

Самой ранней известной формой сжатия видео было использование чересстрочного формата, разработанного примерно 70 лет назад для решения проблем ранних телевизионных технологий и ограничений пропускной способности широковещательной передачи.В чересстрочном видео каждое поле видеоизображения отображает каждую вторую горизонтальную линию полного изображения. Например, в первом поле с чересстрочной разверткой будут отображаться строки с четными номерами, составляющие полное изображение, а затем во втором поле будут отображаться строки с нечетными номерами этого изображения. Основное преимущество чересстрочного видео заключается в том, что оно позволяет создавать более подробные изображения, чем это было бы возможно в противном случае в пределах заданной полосы пропускания — по сути, чересстрочная развертка позволяет удвоить разрешение изображения.Но чересстрочное видео имеет реальный недостаток, в том числе смягчение изображения, возникающее при быстром движении, а также муар или стробирующие артефакты, которые иногда появляются при показе полосатых рубашек, клетчатых курток, кирпичей в здании или подобных объектов.

прогрессивный

Прогрессивное видео, с другой стороны, состоит из последовательно отображаемых видеокадров, которые содержат все горизонтальные линии, составляющие отображаемое изображение. В результате изображения выглядят более плавными, последовательности быстрого движения — более резкими, а артефакты гораздо менее распространены.Основным недостатком прогрессивного видео, по крайней мере до недавнего времени, были требования к более высокой пропускной способности. Но сегодня телевизионные системы и упакованные носители, такие как DVD, переходят от аналоговой передачи и хранения к цифровым вариантам, что позволяет применять значительно более эффективное сжатие видео. Это приводит к изображениям с еще более высоким разрешением, чем это было возможно при использовании аналогового видео с чересстрочной разверткой, с использованием той же полосы пропускания.


Заключение

Хотя чересстрочное видео будет оставаться с нами в течение некоторого времени в результате 1080-строчного формата HD с чересстрочной разверткой (1080i), используемого вещательными компаниями в США и некоторых других странах, как дисплеи, так и упакованные мультимедиа переходят исключительно на прогрессивные видеоформаты. , например, в форматах с прогрессивной разверткой 720 и 1080 строк (720p и 1080p).Фактически, все цифровые дисплеи без ЭЛТ изначально являются прогрессивными, и любые получаемые ими видеосигналы с чересстрочной разверткой должны быть преобразованы или «деинтерлейсированы» в прогрессивный формат, прежде чем их можно будет отобразить. Прогрессивный формат стал стандартом благодаря лучшим возможностям сжатия видео и более высокому качеству изображений.

Что такое видео с прогрессивной разверткой?

Эффективная обработка видео — один из ключей к отображению лучших изображений на телевизорах высокой четкости. Прогрессивная развертка — это метод обработки, который проложил путь и до сих пор используется в качестве основы современных методов обработки видео для таких форматов, как диски Blu-ray.

От чересстрочной к прогрессивной развертке

С появлением настольных компьютеров было обнаружено, что использование традиционного телевизора для отображения компьютерных изображений не дает хороших результатов, особенно с текстом. Это произошло из-за эффектов чересстрочной развертки. Чтобы обеспечить более точный способ отображения изображений на мониторе компьютера, была разработана технология прогрессивной развертки.

Samsung

Что такое чересстрочная развертка?

Традиционные аналоговые телетрансляции (наряду с более старыми приставками кабельного / спутникового телевидения, видеомагнитофонами и DVD) отображаются на экране телевизора с использованием технологии, известной как чересстрочная развертка.Использовались две основные системы чересстрочной развертки: NTSC и PAL.

NTSC основан на системе из 525 строк, 60 полей и 30 кадров в секунду (кадров в секунду) при 60 Гц. Каждый кадр разделен на два поля по 262 строки. Строки отправляются поочередно, а затем отображаются как чересстрочное изображение. Страны, которые используют NTSC, включают США, Канаду, Мексику, некоторые части Центральной и Южной Америки, Японию, Тайвань и Корею.

PAL основан на системе из 625 строк, 50 полей и 25 кадров в секунду при 50 Гц.Как и NTSC, сигнал чередуется с двумя полями по 312 строк каждое. PAL имеет частоту кадров, близкую к частоте кадров фильма (содержание фильма основано на частоте кадров 24 кадра в секунду). Страны, которые используют систему PAL, включают Великобританию, Германию, Испанию, Португалию, Италию, Китай, Индию, большую часть Африки и Ближний Восток.

Что такое прогрессивная развертка?

Прогрессивная развертка отличается от чересстрочной развертки тем, что изображение отображается на экране путем последовательного сканирования каждой строки (или ряда пикселей) сверху вниз.Посредством постепенного сканирования изображения на экран за один проход (вместо построения изображения путем объединения двух половин) можно отобразить более плавное и детализированное изображение, которое лучше подходит для просмотра текста и движения. Прогрессивная развертка также менее подвержена мерцанию.

Удвоение строк

С появлением ЖК-телевизоров и видеопроекторов высокой четкости разрешение, обеспечиваемое традиционными источниками ТВ, видеомагнитофона и DVD, не очень хорошо воспроизводилось методом чересстрочной развертки.Для компенсации, помимо прогрессивной развертки, производители телевизоров также ввели концепцию удвоения строк.

Телевизор с дублированием строк создает «линии между строками», которые сочетают в себе характеристики линии вверху и линии внизу, чтобы создать видимость изображения с более высоким разрешением. Эти новые строки затем добавляются к исходной структуре строк, и все строки затем постепенно сканируются на экране телевизора.

Недостатком дублирования линий является то, что это может привести к артефактам движения, поскольку вновь созданные линии также должны перемещаться вместе с действием на изображении.Для сглаживания изображений обычно применяется дополнительная обработка видео.

Перенос пленки в видео

Хотя прогрессивная развертка и удвоение строк пытаются устранить недостатки отображения чересстрочных видеоизображений, существует еще одна проблема, препятствующая точному отображению фильмов, изначально снятых на пленку: частота кадров видео. Для исходных устройств и телевизоров на основе PAL это не большая проблема, поскольку частота кадров PAL (25 кадров в секунду) и частота кадров фильма (24 кадра в секунду) очень близки, поэтому для точного отображения фильма на экране телевизора PAL требуется минимальная коррекция.

Однако это не относится к NTSC, поскольку он производит и отображает видео со скоростью 30 кадров в секунду. Если вы пытались перенести 8-миллиметровый домашний фильм, записав видео на экран с помощью видеокамеры, вы заметите эту проблему. Поскольку движение кадров не совпадает, это вызывает заметное мерцание, когда фильм переносится на видео без какой-либо настройки.

Когда фильм переносится на DVD (или видеокассету) в системе на основе NTSC, необходимо согласовать разную частоту кадров фильма и видео.Чтобы устранить мерцание, частота кадров фильма «растягивается» по формуле, которая более точно соответствует частоте кадров фильма и частоте кадров видео.

Прогрессивная развертка и 3: 2 Pulldown

Чтобы увидеть фильм в его наиболее точном состоянии, он должен отображаться со скоростью 24 кадра в секунду с использованием проектора или телевизора, который может отображать частоту кадров изначально. Чтобы сделать это в системе на основе NTSC, источник должен иметь детектирование с понижением 3: 2. Таким образом, он может отменить процесс преобразования 3: 2 для передачи видео с пленки, чтобы его можно было выводить в исходном формате 24 кадра в секунду с прогрессивной разверткой.

Это достигается с помощью проигрывателя DVD (или Blu-ray / Ultra HD Blu-ray), оснащенного декодером MPEG особого типа в сочетании с деинтерлейсером, который считывает с DVD-диска развернутый чересстрочный видеосигнал 3: 2 и извлекает надлежащую кадры фильма из видеокадров. Затем кадры прогрессивно сканируются, выполняются исправления артефактов, и новый видеосигнал отправляется через компонентное видео с прогрессивной разверткой или соединение HDMI на совместимый телевизор или видеопроектор.

Если ваш DVD-плеер имеет прогрессивную развертку без обнаружения 3: 2, он все равно будет передавать более плавное изображение, чем чересстрочное видео. Плеер будет читать чересстрочное изображение DVD, обрабатывать прогрессивное изображение сигнала и передавать его на телевизор или видеопроектор в системе со скоростью 30 кадров в секунду.

Что нужно для доступа к прогрессивной развертке

Как компонент-источник (DVD-плеер, кабель HD, спутниковая приставка, антенна и т. Д.), Так и телевизор или видеопроектор должны поддерживать прогрессивную развертку.Источник также должен иметь компонентный видеовыход с поддержкой прогрессивной развертки или выход DVI или HDMI, позволяющий передавать изображения с прогрессивной разверткой.

Если видео помещается на DVD в чересстрочной форме, DVD-плеер может применить прогрессивную развертку в качестве одной из опций воспроизведения. Соединения Composite и S-Video не передают видеоизображения с прогрессивной разверткой.

Спасибо, что сообщили нам об этом!

Расскажите, почему!

Другой

Недостаточно подробностей

Сложно понять

Создание чересстрочного видео из материала с прогрессивной разверткой в ​​Final Cut Pro X

Я главный редактор FCP.co и управляют сайтом с момента его создания десять лет назад.

Я также работал редактором радиовещания и корпоративным редактором более 30 лет, начиная с однодюймовой ленты, работая со многими форматами, вплоть до сегодняшних NLE.

Под названием Idustrial Revolution я писал и продавал плагины для Final Cut Pro в течение 13 лет.

Я стал Фрименом Личфилда через The Worshipful Company of Smiths (основана в 1601 году). Хотя я еще не пробовал пасти стадо овец по центру города!

Текущее редактирование

2020 был занят, начало года заканчивалось новой серией недвижимости (вырезано на FCP) для Channel 4 под названием The Great House Giveaway.Я также спроектировал и построил большую часть графики как шаблоны движения. Это был большой успех, и шоу собрали больше зрителей в 16:00 по будням, чем любой предыдущий канал. C4 повторно выпустил 60 эпизодов, включая версии в прайм-тайм и пять тематических программ.

Хотя оба мероприятия были перенесены на конец года, я снова работал над освещением на ITV Тур де Франс и Ла Вуэльта. 2020 год был моим 25-м годом редактирования TdF и 20-м годом в качестве ведущего редактора.Тур был первым вещательным шоу, в котором FCPX использовался для работы нескольких редакторов в общем хранилище.

Снукер BBC сыграл большую роль в моей жизни, я редактировал освещение турниров с 1997 года. Я горжусь тем, что являюсь частью очень творческой команды, которая является пионером многих новых идей и рабочих процессов, которые теперь являются отраслевым стандартом в спорте » производство. В настоящее время это редактирование Adobe Premiere.

Covid отменил некоторые регулярные корпоративные мероприятия, которые я редактирую, такие как выставки и мероприятия.Однако мне посчастливилось редактировать из дома проекты для Amazon Kindle, Amazon Black Friday, Mastercard и очень горжусь тем, что помог местному благотворительному фонду Kendall & Wall обеспечить финансирование лотереи.

Что касается программного обеспечения, то я предпочитаю Final Cut Pro и Motion, но я также хорошо разбираюсь в Adobe Premiere Pro, MOGRT design и Photoshop и имею хорошие знания и репутацию.

Дизайн и разработка плагинов

Я творческая сила Idustrial Revolution, один из старейших разработчиков плагинов для Final Cut Pro.На сайте размещен ряд коммерческих и бесплатных плагинов. Один бесплатный плагин был загружен более тысячи раз в течение 24 часов после выпуска.

Я также беру на себя индивидуальную работу, будь то адаптация существующего плагина для специального использования или разработка новых плагинов для клиентов с нуля. Хорошие знания в области редактирования позволяют мне повысить гибкость и, что более важно, удобство использования.

FCP.co

Сейчас, на 10-м году работы и 4-м редизайне, FCP.co дал мне знания о том, как запустить большую CMS — в настоящее время вы читаете мою биографию из базы данных! Хотя это звучит банально, я довольно хорошо разбираюсь в тенденциях и методах социальных сетей, особенно в секторе видео.Недавние ограничения Covid позволили транслировать прямые трансляции FCP.co в Интернете. Это включает в себя управление веб-семинаром Zoom через Restream.io на YouTube и Facebook.

Будущее

Я всегда открыт для новых идей и возможностей, поэтому, пожалуйста, свяжитесь с редактором (at) fcp.co. Я судил конкурсы фильмов, представлял методики рабочего процесса международной аудитории и придумывал идеи для телешоу и программ!

Прогрессивный захват — Videocide

Прогрессивная развертка (также называемая построчной разверткой) — это формат отображения, хранения или передачи движущихся изображений, в котором все строки каждого кадра рисуются последовательно.Это контрастирует с чересстрочным видео, используемым в традиционных аналоговых телевизионных системах, где поочередно рисуются только нечетные строки, а затем четные строки каждого кадра (каждое изображение, называемое полем видео), так что только половина фактических кадров изображения используется для создать видео. Система была первоначально известна как «последовательное сканирование», когда она использовалась в 240-строчных телевизионных передачах Baird из Alexandra Palace, Великобритания в 1936 году. Она также использовалась в экспериментальных передачах Baird с использованием 30 линий в 1920-х годах.Прогрессивная развертка повсеместно использовалась на экранах компьютеров в 2000-х годах.

Использование в телевизорах, видеопроекторах и мониторах

Прогрессивная развертка используется для большинства компьютерных мониторов с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), всех компьютерных ЖК-мониторов и большинства телевизоров высокой четкости, поскольку разрешение экрана является прогрессивным по своей природе. Другие дисплеи типа CRT, такие как SDTV, обычно отображают только чересстрочное видео. Некоторые телевизоры и большинство видеопроекторов имеют один или несколько входов прогрессивной развертки. До того, как HDTV стало обычным явлением, несколько дисплеев поддерживали ввод с прогрессивной разверткой.Это позволило этим дисплеям использовать преимущества таких форматов, как PALPlus, DVD-плееры с прогрессивной разверткой и некоторые игровые приставки. Телевизоры HDTV поддерживают разрешение 480 и 720 пикселей с прогрессивной разверткой. Дисплеи 1080p обычно дороже, чем сопоставимые модели HDTV с более низким разрешением. В дебюте 2010-х годов на потребительском рынке появились UHD-телевизоры, также использующие прогрессивные разрешения, но обычно продаваемые по непомерно высокой цене (4K HDTV) или находящиеся на стадии прототипа (8k HDTV).С тех пор цены на 4K HDTV потребительского уровня снизились и стали более доступными, что увеличило их распространение среди потребителей. Компьютерные мониторы могут использовать даже более высокое разрешение экрана.

Недостатком прогрессивной развертки является то, что для нее требуется более широкая полоса пропускания, чем для чересстрочного видео с тем же размером кадра и частотой обновления по вертикали. Из-за этого 1080p не используется для трансляции. Объяснение того, почему изначально использовалось чересстрочное воспроизведение, см. В видео с чересстрочной разверткой.Подробное описание основ и преимуществ / недостатков преобразования чересстрочного видео в прогрессивный формат см. В разделе «Деинтерлейсинг».

Преимущества

Основным преимуществом прогрессивной развертки является то, что движение кажется более плавным и реалистичным. Отсутствуют визуальные артефакты, связанные с чересстрочным видео с той же скоростью строк, например, с чересстрочным твиттером. В кадрах нет артефактов чересстрочной развертки, и их можно снимать для использования в качестве фотографий. При прогрессивной развертке нет необходимости вводить намеренное размытие (иногда называемое сглаживанием), чтобы уменьшить межстрочный щебет и нагрузку на глаза.

В случае большинства носителей, таких как фильмы DVD и видеоигры, видео размывается во время самого процесса создания, чтобы подавить построчный твиттер при воспроизведении на дисплеях с чересстрочной разверткой. Как следствие, восстановление резкости исходного видео невозможно при постепенном просмотре видео. Интуитивно понятное для пользователя решение — когда оборудование для отображения и видеоигры оснащены опциями для размытия видео по желанию или для сохранения его исходной резкости. Это позволяет зрителю достичь желаемой резкости изображения как с чересстрочной, так и с прогрессивной разверткой.Примером видеоигр с этой функцией является серия Super Smash Bros., начиная с Melee, где существует опция «Deflicker». В идеале он должен быть включен при воспроизведении на чересстрочном дисплее, чтобы уменьшить построчный твит, и выключен при воспроизведении на прогрессивном дисплее для максимальной четкости изображения.

Прогрессивная развертка также предлагает более четкие и быстрые результаты для масштабирования до более высоких разрешений, чем эквивалентное чересстрочное видео, например преобразование с повышением частоты 480p для отображения на 1080p HDTV.Телевизоры высокой четкости, не основанные на технологии CRT, не могут изначально отображать чересстрочное видео, поэтому чересстрочное видео необходимо деинтерлейсировать перед масштабированием и отображением. Деинтерлейсинг может привести к заметным визуальным артефактам и / или задержке ввода между источником видео и устройством отображения.

Видео- и компьютерные мониторы с чересстрочной разверткой — Компания по проектированию, проектированию и разработке продукции

Если вам когда-нибудь приходилось смотреть видео на компьютере, вы могли заметить, что оно не выглядит так, как на вашем телевизоре.Это особенно актуально при просмотре видео с чересстрочной разверткой. В этом посте кратко описаны некоторые проблемы, связанные с использованием компьютера в качестве устройства отображения видео.

Начнем с чересстрочного видео. Что вообще такое чересстрочная развертка? Подумайте о видео как о последовательности изображений, полученных с постоянной частотой кадров, например, 30 или 60 изображений в секунду. Мы называем каждое изображение кадром и говорим, что система работает со скоростью 30 или 60 кадров в секунду (fps). В видео с прогрессивной разверткой каждый кадр снимается одновременно; Таким образом, в системе со скоростью 30 кадров в секунду каждые 30 секунд получается новый кадр.В чересстрочном видео каждый кадр получается как два отдельных субкадра, называемых полями. Например, в устаревших системах NTSC частота кадров составляет 30 кадров в секунду, и каждое поле регистрируется каждые 60 секунд (NTSC — это стандарт аналогового телевидения, который был у нас до HD; он по-прежнему используется во многих приложениях, включая камеры видеонаблюдения). Особенность чересстрочной развертки в том, что каждое поле захватывает только все остальные строки. Таким образом, если «верхнее» поле захватывает строки 0, 2, 4 и т. Д. Изображения, то «нижнее» поле захватывает строки 1, 3, 5 и так далее.Строки из верхнего и нижнего (или, что эквивалентно, четного и нечетного) полей затем чередуются друг с другом дисплеем для создания полноразмерного кадра. Вы можете увидеть, как это работает, посмотрев на кадр ниже с чересстрочной разверткой:

Рисунок 1: Кадр с чересстрочной разверткой

Этот кадр взят из тестового видеоролика, на котором показан поезд, подъезжающий к станции. Когда просматривается вся видеопоследовательность, оказывается, что камера движется вправо, чтобы следовать за поездом, когда он останавливается.Ниже приведены верхнее и нижнее поля, связанные с этим фреймом:

Рисунок 2: Верхнее и нижнее поля видеокадра

Каждое поле имеет полную ширину фрейма и только половину его высоты. Вот почему поля выглядят сдавленными по вертикали. Но оставьте в стороне вертикальное искажение; вы также заметите, что вертикальные линии, такие как тени вдоль вокзала, намного более прямые.

Давайте увеличим масштаб одной из этих областей на рисунке 1.Мы видим следующее:

Что происходит? Почему вертикальная линия тени не плавная? Линия неровная, потому что камера переместилась вправо между получением верхнего и нижнего полей кадра. Другими словами, расположение вертикальной линии в верхнем и нижнем полях немного отличается. Когда два поля чередуются друг с другом и отображаются в виде рамки, это приводит к тому, что вертикальный край выглядит неровным. Чем быстрее движется объект, тем более неровными будут его края.Конечно, этот эффект чересстрочной развертки заметен только на объектах, которые испытывают видимое движение между кадрами, и не будет замечен, если сцена неподвижна.

Теперь устройство отображения с чересстрочной разверткой показывает каждое поле одно за другим; верхнее поле будет значительно затемнено к тому времени, когда нижнее поле достигнет полной яркости экрана. Это приводит к тому, что неровный характер вертикальной линии в нашем примере становится невидимым для наблюдателя. Вы можете видеть, что общий дизайн видеосистемы с чересстрочной разверткой нетривиален и все зависит от зрительной системы человека.Глаз должен выполнять достаточную интеграцию средней яркости, чтобы изображение не мерцало, когда отдельные поля сначала увеличиваются в интенсивности, а затем исчезают. Кроме того, скорость затухания одного поля по отношению к скорости затухания следующего поля должна быть такой, чтобы размытость движения не вызывала возражений. Оказывается, эффект интеграции глаза позволяет зрителю видеть вертикальное разрешение чересстрочного кадра выше, чем оно есть на самом деле по сравнению с полосой пропускания, необходимой для его отображения.

Однако чересстрочные дисплеи не используются для компьютерных мониторов. Одна из причин заключается в том, что компьютерные мониторы обычно отображают очень контрастный материал — например, черный текст на белом фоне. Такой материал для компьютерной графики часто имеет четко очерченные горизонтальные линии, такие как верхняя часть заглавной буквы «Т». Когда такие горизонтальные линии просматриваются на мониторе с чересстрочной разверткой, кажется, что линии мерцают. Поверьте, если вы никогда этого не видели, это очень отвлекает. Вы можете увидеть этот эффект в системах NTSC, когда видите такие сцены, как трибуны или оконные жалюзи, которые имеют много параллельных горизонтальных линий — линии часто кажутся мерцающими.По этой причине компьютерные мониторы спроектированы как устройства отображения с прогрессивной разверткой, то есть они отображают сразу весь кадр.

Что произойдет, если чересстрочное видео отображается на экране с прогрессивной разверткой, один кадр за другим? Помните, что на мониторе одновременно отображаются целые кадры. В случае сцен с движением, таких как поезд, подъезжающий к станции, каждый кадр будет иметь неровные края, и монитор будет точно воспроизводить их — без постепенного появления и исчезновения полей между полями, как в случае с чересстрочной разверткой.Таким образом, неровные края, которые появляются в каждом последующем кадре на краях движущихся объектов, становятся заметными! Если наблюдаемое видео происходит из сжатого формата, такого как H.264 или MPEG-2, неровные края не следует путать с артефактами сжатия. Неровные края — это исключительно результат отображения чересстрочного видео на мониторе с прогрессивной разверткой.